BAB 4 Neurosains Integrasi biokimia dalam modul kedokteran
BAB IV
Biokimia Neurosciens
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 111
A. SUSUNAN SARAF
Sawar darah otak (Blood brain barrier)
Suatu sistem dari sel endotel kapiler yang melindungi otak terhadap kerusakan akibat bahan
atau senyawa tertentu yang ikut dalam sirkulasi darah, saat darah membawa makanan atau
bahan-bahan tertentu yang dibutuhkan otak. Tidak seperti di daerah kapiler, dimana
pertukaran bahan atau substansi tertentu sangat mudah, maka di otak, pertukaran bahan untuk
keluar masuk sel sangat dibatasi.
Fungsi Sawar darah otak
• Menjaga homeostasis millieu jaringan saraf.
• Mencegah berbagai molekul kimia dari sirkulasi darah untuk memasukki jaringan otak
yang dapat menyebabkan gangguan pd jaringan ini serta membatasi bahan-bahan kimia
yang diperlukan untuk meninggalkan jaringan otak.
• Beberapa neurotransmitter tidak dapat melewati sawar darah otak yaitu serotonin,
epinefrin, norepinefrin, dopamin, GABA dan histamin. Sedangkan glutamat, dapat
mudah masuk secara aktif ke dalam jaringan otat.
Transpor di sawar darah otak
1.
2.
3.
4.
Ada 4 mekanisme dasar suatu molekul terlarut menyeberangi membaran
Difusi sederhana
Difusi fasilitasi (mengunakan endositosis)
Difusi sederhana melalui kanal
Difusi melalui pompa aktif
Gambar 4.1 Mekanisme transporter membran
Komponen dalam darah tidak dapat masuk ke jaringan otak secara bebas. Mereka harus
melalui sel-sel e dotel, ase e t e ra e da sel-sel astrosit serta e ggu aka
arrier
yang berupa transporter diferensial yang spesifik agar dapat sampai ke jaringan otak. Untuk
molekul yang sangat lipofilik, sa ar otak i i dapat dite us ta pa e erluka
arrier .
Oksigen dan CO2 dapat melalui sawar otak melalui difusi pasif.
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 112
Glukosa yang merupakan bahan bakar terpenting di otak, diangkut ke jaringan otak
melalui transporter fasilitasi menggunakan GLUT 1 transporter. Pada neuron, juga ditemukan
GLUT 3 transporter dan pada sel-sel astrosit GLUT yang utama adalah GLUT 1. Untuk asam
monokarboksida (laktat, asetoasetat, beta hidroksibutirat) diangkut oleh transporter khusus
dan berjalan lebih lambat daripada transporter glukosa.
Pada keadaan puasa > 48 jam, badan keton (keton bodies) merupakan bahan bakar
terpenting di otak, baik pada orang dewasa maupun pada neonatus yang dikarenakan oleh
cadangan karbohidrat yang sudah habis. Asam amino berukuran besar seperti fenilalanin,
leusin, tirosin, isoleusin, valin, triptofan, metionin dan histidin dapat dengan cepat masuk ke
SSP melalui transporter khusus untuk asam amino. Asam amino kecil seperti alanain, glisin,
prolin dan GABA, pemasukkannya sangat dibatasi karena influksnya dapat mempengaruhi kadar
neurotransmiter dari asam amino jenis ini. Jenis asam-asam amino ini dapat dibuat di jaringan
otak. Beberapa protein seperti insulin, tranferin dan IGH dapat masuk ke jaringan otak melalui
eka is e a g dise ut re eptor ediated e do tosis . Secara absolut, jaringan otak sangat
tergantung pada suplai glukosa dan oksigen . Kira-kira 20 % kebutuhan total oksigen oleh
tubuh, digunakan oleh jaringan otak
Neuron
Neuron merupakan sel saraf yang dapat menghantarkan rangsangan. Berperan dalam
menyalurkan/transmisi informasi yaitu komunikasi antar sel. Ditemukan di otak dan jaringan
saraf serta saling berhubungan satu dengan lain. Neuron yang satu berhubungan dengan
neuron atau sel lainnya melalui celah sinaps. Bagian dari neuron yaitu dendrite, badan sel dan
axon.
Gambar 4.2 Struktur Neuron
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 113
Sinaps merupakan daerah tertentu dari neuron dalam menerima atau menyalurkan
informasi berupa sinyal dari atau ke neuro/sel berikutnya (daerah antara prasinaps dan sinaps
yang menyalurkan impuls). Badan neuron mengandung inti sel dan lisosom, sehingga dapat
melakukan sintesis protein dan komponen membran sel, emikian pula pada dendrite.
Akson dan terminal akson tidak dapat mensintesis protein dan komponen plasma
membran karena tidak mempunyai perangkat ribosom. Neuron merupakan sel yang
berdiferensiasi secara khusus dan tidak mempunyai kemampuan memperbaiki diri (khususnya
neuron di SSP, sedang di saraf tepi (serat saraf tepi) dapat beregenerasi dengan baik). Bila suatu
neuron mengalami kerusakan yang parah, maka akan terjadi proses apoptosis.
Satu neuron dapat menerima sinyal dari berbagai macam sumber dan
mengintergrasikannya. Neuron menyalurkan sinyal berupa potensial listrik sepanjang
membrannya. Bila sinyal sampai ke presinaps, maka sinaps akan melepaskan (secara
eksositosis) suatu neurotransmiter yang tersimpan dalam vesikel, dan bergerak melalui celah
sinaps ke reseptor khas pada pasca sinaps.
Gambar 4.3 Mekanisme presinaps
Akson
Protein dan komponen membran yang diperlukan untuk pembaharuan akson dan
terminal saraf, disintesis di badan sel. Protein tersebut ditranspor melalui mikrotubul akson ke
terminal saraf dan kemudian diinsersikan ke dalam membran plasma maupun organel lain di
terminal saraf. Melalui mikrotubuli, bagian membran yg rusak dibawa ke badan sel untuk
didegradasi oleh enzim lisosom.
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 114
Akson merupakan penyalur impuls listrik yang disebut potensial aksi dan bergerak
menjauhi badan sel ke terminal saraf/sinaps. Di dalam terminal neuron / ujung
akson/presinaps, terdapat vesikel atau endosom yang menyimpan neurotransmiter.
Peran vesikel adalah melindungi neurotransmiter dari degradasi enzim spt MAO
(monoamin oksidase) yang dapat merusak neurotransmiter serotonin. Vesikel juga berperan
dalam membawa neurotransmiter dan dikeluarkan ke celah sinaps.Bila terdapat potensial aksi,
maka vesikel yang mengandung neurotransmiter akan bergabung dengan membran
presinaps/prasinaps dan membebaskan isinya ke dalam celah sinaps. Neurotransmiter tersebut
akan berdifusi dengan reseptor pasca sinaps sehingga interaksinya akan menimbulkan
perubahan kimia.Adanya transduksi sinyal pada pasca sinaps akan menimbulkan potensial aksi
baru, maka neuron itu akan membentuk suatu protein khusus atau mengalami depolarisasi
yang akan meneruskan sinyal listrik selanjutnya pada neuron berikutnya.
Gambar 4.4 Mekanisme pascasinaps
Dendrit
Suatu neuron, dapat mempunyai lebih dari satu dendrit (neuron unipolar atau
multipolar). Fungsinya menyalurkan impuls sinyal dari terminal akson ke neuron atau sel
lainnya, mengubah sinyal kimia yang timbul pada terminal akson menjadi sinyal listrik yang
akan ditransmisikan ke badan sel berikutnya.
Transmisi impuls saraf sel neuron
Membran permukaan sel neuron selalu dalam keadaan asimetris voltase listrik, baik di
dalam maupun di luar sel. Keadaan ini yang menyebabkan membran itu mudah mengalirkan
arus listrik. Bila ada suatu sinyal kimia yg diperantarai oleh suatu reseptor membran sinaps,
maka saluran kanal ion akan terbuka dan menyebabkan influks ion Na atau Ca ke dalam sel
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 115
yang disertai effluks dari ion K keluar sel. Perubahan ini akan menimbulkan perbedaan
tegangan antara bgn luar dan dalam membran karena depolarisasi dan perbedaan ini akan
menjalar sebagai impuls saraf sepanjang membran akson.
Gambar 4.5 Transpor ion
Selubung mielin (terbentuk dari fosfolipid, kolesterol, glikosfingolipid dan beberapa
protein hidrofobik) bertindak sebagai isolator yang impermiabel thdp ion dan air, shg
penjalaran impuls tjd lbh cepat. Bgn yg mengalami depolarisasi akan dengan cepat kembali
kekondisi gradien semula karena adanya pompa Na-K-ATPase
Ranvier Node
Celah antara segmen yang berselubung mielin sepanjang akson dan merupakan
penghubung dengan sel neuroglia. Nodus ini berperan sebagai pintu masuk atau keluar ion
natrium yang terdapat disepanjang selubung myelin. Berperan juga sebagai penghubung antara
sel-sel neuroglia dengan neuron. Pada sel Schwan (oligodendrit), bgn akson dari neuron yg
ditutupi selubung mielin, akan menyalurkan implus saraf lebih cepat.
Proses keluar masuknya ion untuk menghasilkan depolarisasi membran hanya terjadi
pada bagian akson yang tidak mengandung selaput mielin (ranvier node). Pada penyakit
terte tu seperti si dro a Guillai Barre , terjadi de ieli isasi da terga ggu a pe aluran
impuls saraf.
Potensial aksiPotensial aksi
Merupakan perubahan pulsatif yang terjadi tiba-tiba dan menjalar sepanjang membran
plasma (lebih dijelaskan dalan neurofisiologi). Perpindahan potensial aksi sepanjang perjalanan,
berlangsung sangat cepat kurang lebih 100 m/dL. Potensial aksi dibangun oleh suatu protein
membran yang merupakan kanal ion yang dapat membuka dan menutup, sehingga terjadi
perpindahan ion K dan Na melalui kanal itu.
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 116
Potensial membran yang timbul pada sel saraf sangat tergantung pada gradien ion Na
dan K yang dibangkitkan dan dipertahankan oleh pompa Na-K-ATPase. ATP tidak secara
langsung mempengaruhi potensial aksi. Tanpa ATP, potensial aksi masih dapat berlangsung (spt
ada a ha ata si tesis ATP oleh u ouple DNP , kare a pergerakan ion setiap dibangkitkan
sinyal listrik hanya memerlukan sebagian kecil ion Na dan K.
Kanal ion
Sebagian besar neurotransmiter (Ach, GABA) berperan dalam mengatur aliran ion
melalui kanal ion pada membran, sehingga menyebabkan terjadinya depolarisasi atau
hiperpolarisasi membrane. Na, K, Ca dan Cl merupakan ion-ion yang keluar masuk sel melalui
proses ka al io liga d gated io ha els atau oltage gated io ha els .
Sinaps
Sinaps merupakan tempat khusus dimana neuron itu berkomunikasi dengan neuron/sel
lainnya, menyalurkan sinyal ke satu arah. Ada tipe sinaps transmisi terdiri atas sinaps kimia dan
Sinaps listrik/elektrik.
Sinaps adalah suatu daerah kontak dimana informasi neuron ditransfer ke sel lain.
Struktur dan fungsi sinaps adalah sangat sederhana, dan berperan dalam memindahkan ion-ion
(molekul bermuatan) dari satu sel ke sel lain.Sinaps elektrik terjadi di area khusus yang dikenal
de ga
gap ju tio
elah ga u ga .Pori a g di e tuk oleh elah i i aka
e galirka
ion-ion dari satu sel ke sel lain dan ukurannya lebih besar dari kanal ion.
Gap ju tio , ka al a g erlekata da
erada di te pat atau situs erpera
menghubungkan membran dari dua sel yang letaknya sangat berdekatan (3 nm). Celah sempit
ini dibentuk dari sekelo pok protei khusus aitu o e i
a g erga u g dala 6
o e i . Me e tuk satu ka al i i dike al de ga
o e o . Co e o
e ra sel
aka erlekata de ga
o e o
e ra sel
e e tuk ka al gap ju tio .
Kanal ini akan mengalirkan ion-ion dan molekul kecil dari sitoplasma sel 1 ke sitoplasma
sel 2. Karena ion-ion dapat bergerak dari satu sel ke sel lain melalui kanal-kanal ini sehingga
satu sel dan sel lain, jumlah ionnya seimbang, maka berperan dalam membantu sinkronisasi
aktivitas dari suatu kelompok neuron ( jadi depolarisasi dan hiperpolarisasi dapat tersebar dari
satu neuron ke neuron lain secara seketika).
Gambar 4.5 Gap Ju tio
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 117
Co e o seperti ka al lai
a, dapat ter uka da tertutup. Yang mempengaruhi
2+
peristiwa ini adalah pH, konsentrasi Ca dan voltase atau muatan yang menyeberangi celah ini.
Selain faktor di atas, adanya kerjasama atau networking dari neuron-neuron juga.
mempengaruhi buka-tutupnya celah ini, seperti neurotransmiter dopamin yang dilepaskan
untuk respon cahaya di retina, akan mempengaruhi berbagai mekanisme sehingga terjadi
fosforilasi o e i da
e gaki atka
o e o aka
e utup.
Sinaps kimia
Pada sistem saraf matang manusia, sinaps transmisi yang banyak ditemukan adalah
sinaps kimia. Elemen dasar yang menjadi metoda dalam sinaps kimia dalam sistem saraf adalah
presinaps dan postsinap yang keduanya dipisahkan dan saling berseberangan satu dengan lain
oleh celah setebal 10 nm.Depolarisasi presinaps akan menyebabkan pelepasan
neurotransmiter, berdifusi menyeberangi celah sinaps dan melekat di molekul neurotransmiter
di membran postsinaps, dan memberikan respon langsung maupun tidak langsung, berupa
perubahan permeabilitas ion di membran postsinaps.
Terminal akson dari sel sinaps mengandung vesikel-vesikel yang berisi neurotransmiter
(Ach atau epinefrin), sedangkan sel pasca sinaps dapat berupa dendrit atau badan suatu
neuron, sel otot atau sel kelenjar endokrin. Bila suatu potensial mencapai terminal akson sel
presinaps, maka vesikel akan berdifusi ke membran plasma, kemudian membebaskan isinya ke
celah sinaps dan selanjutnya terikat pada reseptor membran sel pasca sinaps.
Fungsi dan struktur dasar
Transmisi pada sinaps kimia, akan melibatkan 5 faktor penting antara lain :
1. Sintesis neurotransmiter pada terminal presinaps atau dalam badan sel saraf.
2. Pemekatan dan pengepakan molekul neurotransmiter untuk dipersiapkan sebelum
dilepaskan
3. Pelepasan neurotransmiter ke celah sinaps
4. Pengikatan neurotransmiter di reseptor neurotransmiter postsinaps, dan memicu banyak
efek di bagian akhir postsinaps.
5. Penghentian ataupun penghancuran aksi dari neurotransmiter, mempersiapkan sinaps
berikutnya untuk melepaskan transmiter.
Interaksi neurotransmiter-reseptor akan menyebabkan perubahan permeabilitas ion
pada membrane yang mengubah potensial listrik membran menjadi potensial aksi, dan bila sel
prasinaps merupakan sel otot pada kontraksi otot.
Sinaps kimia dapat menghasilkan amplifikasi sinyal. Sinaps kimia juga dapat
menyebabkan inhibisi (hambatan) (GABA/glisin) atau ekstasi (perluasan)(Ach, glutamat
(reseptor NMDA dan non NMDA serta serotonin)) dengan membangkitkan /membuka kanal ion
Na atau menghambat /membuka kanal ion K atau Cl terhadap timbulnya potensial aksi pada
membran pasca sinaps.
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 118
Tabel 4.1 Neurotransmiter
Asetilkolin
Asam amino
Glutamat
GABA (asam gama amino butirat)
Glisin
Senyawa amin
Katekolamin
Dopamin
Nonepinefrin
Epinefrin
Serotonin
Histamin
Tabel 4.5 Reseptor neurotransmitter
Neurotransmiter
Astilkolin
Tipe reseptor
Reseptor nikotinik dan
muskarinik
Agonis
Antagonis
Nikotinik dan muskarinik
Kurare dan atropin
Fenilefrin dan
isoprotenol
Fenoksibenzinamin
dan propranolol
Norepinefrin
dan reseptor
Glutamat (Glu)
AMPA dan NMPA
AMPA dan NMPA
CNQX dan AP5
GABA
GABAA dan GABAB
Muskimol dan baklofen
Bikukulin dan
faklofen
ATP
P2X dan tipe A
ATP dan adenosin
Suramin dan kafein
Akhir dari sinyal kimia yaitu terdapat enzim-enzim yang dapat memecah
neurotransmiter pada jalinan fibrosa sel pasca sinaps (lamina basalis). Asetilkolin sebagai
neurotransmiter akan dipecah oleh enzim asetilkolinesterase menjadi asetat dan kolin. Enzim
ini dapat dihambat oleh suatu senyawa organofosfat.
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 119
Gambar 4.6 Mekanisme aktivitas neurotransmitter asetilkolin
Neurotransmiter yang telah terpecah dapat berdifusi kembali ke sel prasinaps dan
diolah kembali menjadi neurotransmiter lengkap. Pada keadaan tertentu, neuron pascasinaps
dapat mengirimkan sinyal ke sel prasinaps (sel retrograd). Sinyal tersebut dapat berupa NO
(nitrit oksida) atau peptida khusus. Penyaluran impuls retrograd ini diketahui mempunyai peran
dalam proses pembelajaran oleh organisme tersebut.
Mekanisme pembersihan neurotransmitter
Setelah neurotransmiter dan neuropeptida berikatan dengan reseptor, harus segera
dibersihkan. Beberapa neurotransmiter dan neuropeptida dapat berdifusi sederhana keluar
dari celah sinaps untuk digunakan lagi maupun didegradasi. Asetilkolin akan dipecah, oleh
enzim asetilkolin esterase menjadi asetat dan kolin. Kolin akan dibawa ke presinaps untuk
membentuk asetilkolin baru.
Gambar 4.7 Mekanisme pembersihan neurotransmiter
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 120
Neurotransmiter
Asetilkolin (ACh)
Asetilkolin disintesis dari penggabungan kolin dan asetil-KoA dengan dikatalis oleh
enzim kolin asetiltransferase. Neuron yang mensintesis dan melepaskan ACh merupakan
neuron yang kolinergik. Ketika potensial aksi mencapai terminal prasinaps, maka akan
e giji ka io Ca asuk elalui oltage-gated al iu
ha el . Masuk a io Ca aka
menyebabkan eksositosis vesikel prasinaps yang mengandung Ach dan melepaskan Ach ke
daerah celah sinaps. Setelah dilepaskan, Ach harus segera dihidrolisis oleh enzim
asetilkolinesterase.
GABA
GABA merupakan derivat asam amino g-aminobutirat atau 4- aminobutirat, merupakan
inhibitor pada saat transmisi (penyaluran) presinaps di sistem saraf pusat dan retina. GABA
dibentuk dari dekarboksilasi glutamat oleh ensim glutamat dekarboksilase (GAD). GABA di daur
ula g pada CN“ elalui reaksi a g dike al se agai GABA shu t dala sel glial da diu ah
menjadi glutamin. Neuron yang menghasilkan GABA dikenal sebagai GABAergik serta
mempunyai 2 reseptor yaitu GABA - A yang mempengaruhi kanal Cl dan GABA - B yang
mempengaruhi kanal K.
Gambar 4.8 Mekanisme sintesis GABA
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 121
Glutamat
Glutamat disintesis pada siklus intermediat asam sitrat dari -ketoglutarat. Terdapat 2
jalur pada sintesis ini yaitu melalui bantuan enzim glutamat dehidrogenase yang mereduksi
ketoglutarat menjadi glutamat dengan penambahan gugus amonia. Amonia diperoleh dari
degradasi asam amino maupun neurotransmiter ataupun dari amonia bebas yang berdifusi
ele ati lood- rai arrier . Glutamat disintesis dari glutamin oleh bantuan enzim
glutaminase. Glutamin banyak di sel glial. Glutamat disimpan dalam vesikel dan pelepasannya
tergantung pada Ca2+.
Katekolamin
Ada 2 jenis katekolamin yaitu norepinefrin dan dopamin, yang berperan sebagai
neuromodulator di CNS dan hormon di aliran darah. Katekolamin disintesis dari asam amino
tirosin.
Sintesis norepinefrin dan epinefrin melalui dopamin akan mengalami hidroksilasi
menjadi norepinefrin. Enzim kuncinya adalah DBH. Norepinefrin akan mengalami metilasi
menjadi epinefrin. Enzim kuncinya adalah PNMT.
Gambar 4.9 Sintesis epinefrin
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 122
Katekolamin
Neurotransmiter ini akan diinaktifkan dengan diubah menjadi produk yang mudah
dieksresikan dalam urin. Ada 3 jenis reaksi dasar untuk inaktivasi dan eksresi katekolamin :
1. Deaminasi oksidatif dengan bantuan enzim monoamin oksidase (MAO), terjadi di sitosol
terminal presinaps, sel glia, eritrosit dan jaringan lain.
2. Oksidasi dengan enzim aldehid dehidrogenase
3. Metilasi dengan bantuan enzim katekolamin O-metiltransferase (COMT) membentuk
produk asam 3 metoksi 4 hidroksimandelat yang dieksresikan melalui urin.
Dopamin
Dopamin merupakan neurotransmiter monoamin. Dopamin, epinefrin dan norepinefrin
merupakan golongan katekolamin sedangkan seretonin merupakan golongan indolamin.
Berasal dari asam amino tirosin yang mengalami hidroksilasi. Enzim kunci sintesis dopamin
adalah tirosin hidrosilase dan dopa dekarboksilase. Tirosin yang merupakan asam amino non
esensial dapat dibuat dari fenilalanin dengan enzim fenilalanin hidroksilase. Sintesis tirosin
terjadi di hati dan dibawa ke otak oleh tranporter asam amino.
Di otak, tirosin dapat diubah menjadi DOPA dan akhirnya menjadi DOPAMIN. Kofaktor
yang diperlukan dalam mengubah tirosin menjadi DOPA adalah oksigen, besi dan THB
(tetrahidrobiopterin). Kofaktor untuk dopa dekarboksilase adalah PLP (piridoksal fosfat). Ada 2
reseptor Dopamin : D1 (stimulator) dan D2 (inhibitor).
Norepinefrin (noradrenalin)
Norepinefrin merupakan salah satu dari dua neurotransmiter yang terdapat di sistem
saraf peripheral. Norepinefrin disintesis dari dopamin dengan bantuan enzim Dopamin
hidroksilase (DBH) dan kofaktornya adalah oksigen, Cu dan vitamin C. Jika dopamin tempat
sintesisnya ada di sitoplasma, maka norepinefrin disintesis ditempat penyimpanan vesikel
neurotransmitter. Sel memerlukan norepinefrin untuk diubah menjadi epinerin (adrenalin)
de ga a tua e zi phe tola i e N- eth ltra sferase PNMT .
Serotonin
Serotonin disebut juga 5-hidroksitriptamin (5HT), merupakan neurotransmiter
monoamine. Serotonin dibentuk dari triptofan yang mengalami hidroksilasi dan dekarboksilasi.
5 HT banyak ditemukan di gastrointestinal pada sel enterokromafin (90%) dan sisanya
ditemukan di platelet dan SSP. Serotonin berperan penting sebagai neurotransmiter yang
memodulasi marah, agresif, suhu tubuh, perasaan, mengantuk, seksual, rasa lapar dan
metabolism. Telah ditemukan 7 jenis reseptor serotonin : 5HT1 - 5HT7. 5HT1 memiliki 6
subtipe (5HT1A - 5HT1F). Umumnya reseptor 5HT adalah reseptor yang mempengaruhi protein
G, kecuali 5HT3 yang merupakan reseptor kanal ion. Beberapa reseptor 5HT dapat ditemukan di
prasinaps maupun pasca sinaps.
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 123
Gambar 4.10 Sintesis serotonin
Histamin
Histamin merupakan monoamin. Di otak, dihasilkan dari sel mast dan serat saraf.
Histanin disintesis dari histidin dengan bantuan enzim histidin dekarboksilase. Histamin
disimpan di vesikel terminal saraf. Depolarisasi terminal saraf akan melepaskan histamin.
Proses ini juga tergantung pada Ca 2+. Histamin yang dilepaskan akan mengaktifkan reseptor di
presinaps dan postsinaps.
Astrosit berperan dalam inaktivasi dan degradasi histamin. Proses dapat terjadi otak
dengan bantuan enzim histamin metiltransferase diikuti dengan oksidasi oleh MAO dan diikuti
oksidasi menjadi asam asetat metillmidazol. Sedangkan di jaringan periferal akan mengalamin
deaminasi oleh enzim diamin oksidase dan diikuti oksidasi membentuk asam asetat imidazol.
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 124
Biokimia Neurosciens
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 111
A. SUSUNAN SARAF
Sawar darah otak (Blood brain barrier)
Suatu sistem dari sel endotel kapiler yang melindungi otak terhadap kerusakan akibat bahan
atau senyawa tertentu yang ikut dalam sirkulasi darah, saat darah membawa makanan atau
bahan-bahan tertentu yang dibutuhkan otak. Tidak seperti di daerah kapiler, dimana
pertukaran bahan atau substansi tertentu sangat mudah, maka di otak, pertukaran bahan untuk
keluar masuk sel sangat dibatasi.
Fungsi Sawar darah otak
• Menjaga homeostasis millieu jaringan saraf.
• Mencegah berbagai molekul kimia dari sirkulasi darah untuk memasukki jaringan otak
yang dapat menyebabkan gangguan pd jaringan ini serta membatasi bahan-bahan kimia
yang diperlukan untuk meninggalkan jaringan otak.
• Beberapa neurotransmitter tidak dapat melewati sawar darah otak yaitu serotonin,
epinefrin, norepinefrin, dopamin, GABA dan histamin. Sedangkan glutamat, dapat
mudah masuk secara aktif ke dalam jaringan otat.
Transpor di sawar darah otak
1.
2.
3.
4.
Ada 4 mekanisme dasar suatu molekul terlarut menyeberangi membaran
Difusi sederhana
Difusi fasilitasi (mengunakan endositosis)
Difusi sederhana melalui kanal
Difusi melalui pompa aktif
Gambar 4.1 Mekanisme transporter membran
Komponen dalam darah tidak dapat masuk ke jaringan otak secara bebas. Mereka harus
melalui sel-sel e dotel, ase e t e ra e da sel-sel astrosit serta e ggu aka
arrier
yang berupa transporter diferensial yang spesifik agar dapat sampai ke jaringan otak. Untuk
molekul yang sangat lipofilik, sa ar otak i i dapat dite us ta pa e erluka
arrier .
Oksigen dan CO2 dapat melalui sawar otak melalui difusi pasif.
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 112
Glukosa yang merupakan bahan bakar terpenting di otak, diangkut ke jaringan otak
melalui transporter fasilitasi menggunakan GLUT 1 transporter. Pada neuron, juga ditemukan
GLUT 3 transporter dan pada sel-sel astrosit GLUT yang utama adalah GLUT 1. Untuk asam
monokarboksida (laktat, asetoasetat, beta hidroksibutirat) diangkut oleh transporter khusus
dan berjalan lebih lambat daripada transporter glukosa.
Pada keadaan puasa > 48 jam, badan keton (keton bodies) merupakan bahan bakar
terpenting di otak, baik pada orang dewasa maupun pada neonatus yang dikarenakan oleh
cadangan karbohidrat yang sudah habis. Asam amino berukuran besar seperti fenilalanin,
leusin, tirosin, isoleusin, valin, triptofan, metionin dan histidin dapat dengan cepat masuk ke
SSP melalui transporter khusus untuk asam amino. Asam amino kecil seperti alanain, glisin,
prolin dan GABA, pemasukkannya sangat dibatasi karena influksnya dapat mempengaruhi kadar
neurotransmiter dari asam amino jenis ini. Jenis asam-asam amino ini dapat dibuat di jaringan
otak. Beberapa protein seperti insulin, tranferin dan IGH dapat masuk ke jaringan otak melalui
eka is e a g dise ut re eptor ediated e do tosis . Secara absolut, jaringan otak sangat
tergantung pada suplai glukosa dan oksigen . Kira-kira 20 % kebutuhan total oksigen oleh
tubuh, digunakan oleh jaringan otak
Neuron
Neuron merupakan sel saraf yang dapat menghantarkan rangsangan. Berperan dalam
menyalurkan/transmisi informasi yaitu komunikasi antar sel. Ditemukan di otak dan jaringan
saraf serta saling berhubungan satu dengan lain. Neuron yang satu berhubungan dengan
neuron atau sel lainnya melalui celah sinaps. Bagian dari neuron yaitu dendrite, badan sel dan
axon.
Gambar 4.2 Struktur Neuron
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 113
Sinaps merupakan daerah tertentu dari neuron dalam menerima atau menyalurkan
informasi berupa sinyal dari atau ke neuro/sel berikutnya (daerah antara prasinaps dan sinaps
yang menyalurkan impuls). Badan neuron mengandung inti sel dan lisosom, sehingga dapat
melakukan sintesis protein dan komponen membran sel, emikian pula pada dendrite.
Akson dan terminal akson tidak dapat mensintesis protein dan komponen plasma
membran karena tidak mempunyai perangkat ribosom. Neuron merupakan sel yang
berdiferensiasi secara khusus dan tidak mempunyai kemampuan memperbaiki diri (khususnya
neuron di SSP, sedang di saraf tepi (serat saraf tepi) dapat beregenerasi dengan baik). Bila suatu
neuron mengalami kerusakan yang parah, maka akan terjadi proses apoptosis.
Satu neuron dapat menerima sinyal dari berbagai macam sumber dan
mengintergrasikannya. Neuron menyalurkan sinyal berupa potensial listrik sepanjang
membrannya. Bila sinyal sampai ke presinaps, maka sinaps akan melepaskan (secara
eksositosis) suatu neurotransmiter yang tersimpan dalam vesikel, dan bergerak melalui celah
sinaps ke reseptor khas pada pasca sinaps.
Gambar 4.3 Mekanisme presinaps
Akson
Protein dan komponen membran yang diperlukan untuk pembaharuan akson dan
terminal saraf, disintesis di badan sel. Protein tersebut ditranspor melalui mikrotubul akson ke
terminal saraf dan kemudian diinsersikan ke dalam membran plasma maupun organel lain di
terminal saraf. Melalui mikrotubuli, bagian membran yg rusak dibawa ke badan sel untuk
didegradasi oleh enzim lisosom.
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 114
Akson merupakan penyalur impuls listrik yang disebut potensial aksi dan bergerak
menjauhi badan sel ke terminal saraf/sinaps. Di dalam terminal neuron / ujung
akson/presinaps, terdapat vesikel atau endosom yang menyimpan neurotransmiter.
Peran vesikel adalah melindungi neurotransmiter dari degradasi enzim spt MAO
(monoamin oksidase) yang dapat merusak neurotransmiter serotonin. Vesikel juga berperan
dalam membawa neurotransmiter dan dikeluarkan ke celah sinaps.Bila terdapat potensial aksi,
maka vesikel yang mengandung neurotransmiter akan bergabung dengan membran
presinaps/prasinaps dan membebaskan isinya ke dalam celah sinaps. Neurotransmiter tersebut
akan berdifusi dengan reseptor pasca sinaps sehingga interaksinya akan menimbulkan
perubahan kimia.Adanya transduksi sinyal pada pasca sinaps akan menimbulkan potensial aksi
baru, maka neuron itu akan membentuk suatu protein khusus atau mengalami depolarisasi
yang akan meneruskan sinyal listrik selanjutnya pada neuron berikutnya.
Gambar 4.4 Mekanisme pascasinaps
Dendrit
Suatu neuron, dapat mempunyai lebih dari satu dendrit (neuron unipolar atau
multipolar). Fungsinya menyalurkan impuls sinyal dari terminal akson ke neuron atau sel
lainnya, mengubah sinyal kimia yang timbul pada terminal akson menjadi sinyal listrik yang
akan ditransmisikan ke badan sel berikutnya.
Transmisi impuls saraf sel neuron
Membran permukaan sel neuron selalu dalam keadaan asimetris voltase listrik, baik di
dalam maupun di luar sel. Keadaan ini yang menyebabkan membran itu mudah mengalirkan
arus listrik. Bila ada suatu sinyal kimia yg diperantarai oleh suatu reseptor membran sinaps,
maka saluran kanal ion akan terbuka dan menyebabkan influks ion Na atau Ca ke dalam sel
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 115
yang disertai effluks dari ion K keluar sel. Perubahan ini akan menimbulkan perbedaan
tegangan antara bgn luar dan dalam membran karena depolarisasi dan perbedaan ini akan
menjalar sebagai impuls saraf sepanjang membran akson.
Gambar 4.5 Transpor ion
Selubung mielin (terbentuk dari fosfolipid, kolesterol, glikosfingolipid dan beberapa
protein hidrofobik) bertindak sebagai isolator yang impermiabel thdp ion dan air, shg
penjalaran impuls tjd lbh cepat. Bgn yg mengalami depolarisasi akan dengan cepat kembali
kekondisi gradien semula karena adanya pompa Na-K-ATPase
Ranvier Node
Celah antara segmen yang berselubung mielin sepanjang akson dan merupakan
penghubung dengan sel neuroglia. Nodus ini berperan sebagai pintu masuk atau keluar ion
natrium yang terdapat disepanjang selubung myelin. Berperan juga sebagai penghubung antara
sel-sel neuroglia dengan neuron. Pada sel Schwan (oligodendrit), bgn akson dari neuron yg
ditutupi selubung mielin, akan menyalurkan implus saraf lebih cepat.
Proses keluar masuknya ion untuk menghasilkan depolarisasi membran hanya terjadi
pada bagian akson yang tidak mengandung selaput mielin (ranvier node). Pada penyakit
terte tu seperti si dro a Guillai Barre , terjadi de ieli isasi da terga ggu a pe aluran
impuls saraf.
Potensial aksiPotensial aksi
Merupakan perubahan pulsatif yang terjadi tiba-tiba dan menjalar sepanjang membran
plasma (lebih dijelaskan dalan neurofisiologi). Perpindahan potensial aksi sepanjang perjalanan,
berlangsung sangat cepat kurang lebih 100 m/dL. Potensial aksi dibangun oleh suatu protein
membran yang merupakan kanal ion yang dapat membuka dan menutup, sehingga terjadi
perpindahan ion K dan Na melalui kanal itu.
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 116
Potensial membran yang timbul pada sel saraf sangat tergantung pada gradien ion Na
dan K yang dibangkitkan dan dipertahankan oleh pompa Na-K-ATPase. ATP tidak secara
langsung mempengaruhi potensial aksi. Tanpa ATP, potensial aksi masih dapat berlangsung (spt
ada a ha ata si tesis ATP oleh u ouple DNP , kare a pergerakan ion setiap dibangkitkan
sinyal listrik hanya memerlukan sebagian kecil ion Na dan K.
Kanal ion
Sebagian besar neurotransmiter (Ach, GABA) berperan dalam mengatur aliran ion
melalui kanal ion pada membran, sehingga menyebabkan terjadinya depolarisasi atau
hiperpolarisasi membrane. Na, K, Ca dan Cl merupakan ion-ion yang keluar masuk sel melalui
proses ka al io liga d gated io ha els atau oltage gated io ha els .
Sinaps
Sinaps merupakan tempat khusus dimana neuron itu berkomunikasi dengan neuron/sel
lainnya, menyalurkan sinyal ke satu arah. Ada tipe sinaps transmisi terdiri atas sinaps kimia dan
Sinaps listrik/elektrik.
Sinaps adalah suatu daerah kontak dimana informasi neuron ditransfer ke sel lain.
Struktur dan fungsi sinaps adalah sangat sederhana, dan berperan dalam memindahkan ion-ion
(molekul bermuatan) dari satu sel ke sel lain.Sinaps elektrik terjadi di area khusus yang dikenal
de ga
gap ju tio
elah ga u ga .Pori a g di e tuk oleh elah i i aka
e galirka
ion-ion dari satu sel ke sel lain dan ukurannya lebih besar dari kanal ion.
Gap ju tio , ka al a g erlekata da
erada di te pat atau situs erpera
menghubungkan membran dari dua sel yang letaknya sangat berdekatan (3 nm). Celah sempit
ini dibentuk dari sekelo pok protei khusus aitu o e i
a g erga u g dala 6
o e i . Me e tuk satu ka al i i dike al de ga
o e o . Co e o
e ra sel
aka erlekata de ga
o e o
e ra sel
e e tuk ka al gap ju tio .
Kanal ini akan mengalirkan ion-ion dan molekul kecil dari sitoplasma sel 1 ke sitoplasma
sel 2. Karena ion-ion dapat bergerak dari satu sel ke sel lain melalui kanal-kanal ini sehingga
satu sel dan sel lain, jumlah ionnya seimbang, maka berperan dalam membantu sinkronisasi
aktivitas dari suatu kelompok neuron ( jadi depolarisasi dan hiperpolarisasi dapat tersebar dari
satu neuron ke neuron lain secara seketika).
Gambar 4.5 Gap Ju tio
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 117
Co e o seperti ka al lai
a, dapat ter uka da tertutup. Yang mempengaruhi
2+
peristiwa ini adalah pH, konsentrasi Ca dan voltase atau muatan yang menyeberangi celah ini.
Selain faktor di atas, adanya kerjasama atau networking dari neuron-neuron juga.
mempengaruhi buka-tutupnya celah ini, seperti neurotransmiter dopamin yang dilepaskan
untuk respon cahaya di retina, akan mempengaruhi berbagai mekanisme sehingga terjadi
fosforilasi o e i da
e gaki atka
o e o aka
e utup.
Sinaps kimia
Pada sistem saraf matang manusia, sinaps transmisi yang banyak ditemukan adalah
sinaps kimia. Elemen dasar yang menjadi metoda dalam sinaps kimia dalam sistem saraf adalah
presinaps dan postsinap yang keduanya dipisahkan dan saling berseberangan satu dengan lain
oleh celah setebal 10 nm.Depolarisasi presinaps akan menyebabkan pelepasan
neurotransmiter, berdifusi menyeberangi celah sinaps dan melekat di molekul neurotransmiter
di membran postsinaps, dan memberikan respon langsung maupun tidak langsung, berupa
perubahan permeabilitas ion di membran postsinaps.
Terminal akson dari sel sinaps mengandung vesikel-vesikel yang berisi neurotransmiter
(Ach atau epinefrin), sedangkan sel pasca sinaps dapat berupa dendrit atau badan suatu
neuron, sel otot atau sel kelenjar endokrin. Bila suatu potensial mencapai terminal akson sel
presinaps, maka vesikel akan berdifusi ke membran plasma, kemudian membebaskan isinya ke
celah sinaps dan selanjutnya terikat pada reseptor membran sel pasca sinaps.
Fungsi dan struktur dasar
Transmisi pada sinaps kimia, akan melibatkan 5 faktor penting antara lain :
1. Sintesis neurotransmiter pada terminal presinaps atau dalam badan sel saraf.
2. Pemekatan dan pengepakan molekul neurotransmiter untuk dipersiapkan sebelum
dilepaskan
3. Pelepasan neurotransmiter ke celah sinaps
4. Pengikatan neurotransmiter di reseptor neurotransmiter postsinaps, dan memicu banyak
efek di bagian akhir postsinaps.
5. Penghentian ataupun penghancuran aksi dari neurotransmiter, mempersiapkan sinaps
berikutnya untuk melepaskan transmiter.
Interaksi neurotransmiter-reseptor akan menyebabkan perubahan permeabilitas ion
pada membrane yang mengubah potensial listrik membran menjadi potensial aksi, dan bila sel
prasinaps merupakan sel otot pada kontraksi otot.
Sinaps kimia dapat menghasilkan amplifikasi sinyal. Sinaps kimia juga dapat
menyebabkan inhibisi (hambatan) (GABA/glisin) atau ekstasi (perluasan)(Ach, glutamat
(reseptor NMDA dan non NMDA serta serotonin)) dengan membangkitkan /membuka kanal ion
Na atau menghambat /membuka kanal ion K atau Cl terhadap timbulnya potensial aksi pada
membran pasca sinaps.
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 118
Tabel 4.1 Neurotransmiter
Asetilkolin
Asam amino
Glutamat
GABA (asam gama amino butirat)
Glisin
Senyawa amin
Katekolamin
Dopamin
Nonepinefrin
Epinefrin
Serotonin
Histamin
Tabel 4.5 Reseptor neurotransmitter
Neurotransmiter
Astilkolin
Tipe reseptor
Reseptor nikotinik dan
muskarinik
Agonis
Antagonis
Nikotinik dan muskarinik
Kurare dan atropin
Fenilefrin dan
isoprotenol
Fenoksibenzinamin
dan propranolol
Norepinefrin
dan reseptor
Glutamat (Glu)
AMPA dan NMPA
AMPA dan NMPA
CNQX dan AP5
GABA
GABAA dan GABAB
Muskimol dan baklofen
Bikukulin dan
faklofen
ATP
P2X dan tipe A
ATP dan adenosin
Suramin dan kafein
Akhir dari sinyal kimia yaitu terdapat enzim-enzim yang dapat memecah
neurotransmiter pada jalinan fibrosa sel pasca sinaps (lamina basalis). Asetilkolin sebagai
neurotransmiter akan dipecah oleh enzim asetilkolinesterase menjadi asetat dan kolin. Enzim
ini dapat dihambat oleh suatu senyawa organofosfat.
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 119
Gambar 4.6 Mekanisme aktivitas neurotransmitter asetilkolin
Neurotransmiter yang telah terpecah dapat berdifusi kembali ke sel prasinaps dan
diolah kembali menjadi neurotransmiter lengkap. Pada keadaan tertentu, neuron pascasinaps
dapat mengirimkan sinyal ke sel prasinaps (sel retrograd). Sinyal tersebut dapat berupa NO
(nitrit oksida) atau peptida khusus. Penyaluran impuls retrograd ini diketahui mempunyai peran
dalam proses pembelajaran oleh organisme tersebut.
Mekanisme pembersihan neurotransmitter
Setelah neurotransmiter dan neuropeptida berikatan dengan reseptor, harus segera
dibersihkan. Beberapa neurotransmiter dan neuropeptida dapat berdifusi sederhana keluar
dari celah sinaps untuk digunakan lagi maupun didegradasi. Asetilkolin akan dipecah, oleh
enzim asetilkolin esterase menjadi asetat dan kolin. Kolin akan dibawa ke presinaps untuk
membentuk asetilkolin baru.
Gambar 4.7 Mekanisme pembersihan neurotransmiter
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 120
Neurotransmiter
Asetilkolin (ACh)
Asetilkolin disintesis dari penggabungan kolin dan asetil-KoA dengan dikatalis oleh
enzim kolin asetiltransferase. Neuron yang mensintesis dan melepaskan ACh merupakan
neuron yang kolinergik. Ketika potensial aksi mencapai terminal prasinaps, maka akan
e giji ka io Ca asuk elalui oltage-gated al iu
ha el . Masuk a io Ca aka
menyebabkan eksositosis vesikel prasinaps yang mengandung Ach dan melepaskan Ach ke
daerah celah sinaps. Setelah dilepaskan, Ach harus segera dihidrolisis oleh enzim
asetilkolinesterase.
GABA
GABA merupakan derivat asam amino g-aminobutirat atau 4- aminobutirat, merupakan
inhibitor pada saat transmisi (penyaluran) presinaps di sistem saraf pusat dan retina. GABA
dibentuk dari dekarboksilasi glutamat oleh ensim glutamat dekarboksilase (GAD). GABA di daur
ula g pada CN“ elalui reaksi a g dike al se agai GABA shu t dala sel glial da diu ah
menjadi glutamin. Neuron yang menghasilkan GABA dikenal sebagai GABAergik serta
mempunyai 2 reseptor yaitu GABA - A yang mempengaruhi kanal Cl dan GABA - B yang
mempengaruhi kanal K.
Gambar 4.8 Mekanisme sintesis GABA
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 121
Glutamat
Glutamat disintesis pada siklus intermediat asam sitrat dari -ketoglutarat. Terdapat 2
jalur pada sintesis ini yaitu melalui bantuan enzim glutamat dehidrogenase yang mereduksi
ketoglutarat menjadi glutamat dengan penambahan gugus amonia. Amonia diperoleh dari
degradasi asam amino maupun neurotransmiter ataupun dari amonia bebas yang berdifusi
ele ati lood- rai arrier . Glutamat disintesis dari glutamin oleh bantuan enzim
glutaminase. Glutamin banyak di sel glial. Glutamat disimpan dalam vesikel dan pelepasannya
tergantung pada Ca2+.
Katekolamin
Ada 2 jenis katekolamin yaitu norepinefrin dan dopamin, yang berperan sebagai
neuromodulator di CNS dan hormon di aliran darah. Katekolamin disintesis dari asam amino
tirosin.
Sintesis norepinefrin dan epinefrin melalui dopamin akan mengalami hidroksilasi
menjadi norepinefrin. Enzim kuncinya adalah DBH. Norepinefrin akan mengalami metilasi
menjadi epinefrin. Enzim kuncinya adalah PNMT.
Gambar 4.9 Sintesis epinefrin
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 122
Katekolamin
Neurotransmiter ini akan diinaktifkan dengan diubah menjadi produk yang mudah
dieksresikan dalam urin. Ada 3 jenis reaksi dasar untuk inaktivasi dan eksresi katekolamin :
1. Deaminasi oksidatif dengan bantuan enzim monoamin oksidase (MAO), terjadi di sitosol
terminal presinaps, sel glia, eritrosit dan jaringan lain.
2. Oksidasi dengan enzim aldehid dehidrogenase
3. Metilasi dengan bantuan enzim katekolamin O-metiltransferase (COMT) membentuk
produk asam 3 metoksi 4 hidroksimandelat yang dieksresikan melalui urin.
Dopamin
Dopamin merupakan neurotransmiter monoamin. Dopamin, epinefrin dan norepinefrin
merupakan golongan katekolamin sedangkan seretonin merupakan golongan indolamin.
Berasal dari asam amino tirosin yang mengalami hidroksilasi. Enzim kunci sintesis dopamin
adalah tirosin hidrosilase dan dopa dekarboksilase. Tirosin yang merupakan asam amino non
esensial dapat dibuat dari fenilalanin dengan enzim fenilalanin hidroksilase. Sintesis tirosin
terjadi di hati dan dibawa ke otak oleh tranporter asam amino.
Di otak, tirosin dapat diubah menjadi DOPA dan akhirnya menjadi DOPAMIN. Kofaktor
yang diperlukan dalam mengubah tirosin menjadi DOPA adalah oksigen, besi dan THB
(tetrahidrobiopterin). Kofaktor untuk dopa dekarboksilase adalah PLP (piridoksal fosfat). Ada 2
reseptor Dopamin : D1 (stimulator) dan D2 (inhibitor).
Norepinefrin (noradrenalin)
Norepinefrin merupakan salah satu dari dua neurotransmiter yang terdapat di sistem
saraf peripheral. Norepinefrin disintesis dari dopamin dengan bantuan enzim Dopamin
hidroksilase (DBH) dan kofaktornya adalah oksigen, Cu dan vitamin C. Jika dopamin tempat
sintesisnya ada di sitoplasma, maka norepinefrin disintesis ditempat penyimpanan vesikel
neurotransmitter. Sel memerlukan norepinefrin untuk diubah menjadi epinerin (adrenalin)
de ga a tua e zi phe tola i e N- eth ltra sferase PNMT .
Serotonin
Serotonin disebut juga 5-hidroksitriptamin (5HT), merupakan neurotransmiter
monoamine. Serotonin dibentuk dari triptofan yang mengalami hidroksilasi dan dekarboksilasi.
5 HT banyak ditemukan di gastrointestinal pada sel enterokromafin (90%) dan sisanya
ditemukan di platelet dan SSP. Serotonin berperan penting sebagai neurotransmiter yang
memodulasi marah, agresif, suhu tubuh, perasaan, mengantuk, seksual, rasa lapar dan
metabolism. Telah ditemukan 7 jenis reseptor serotonin : 5HT1 - 5HT7. 5HT1 memiliki 6
subtipe (5HT1A - 5HT1F). Umumnya reseptor 5HT adalah reseptor yang mempengaruhi protein
G, kecuali 5HT3 yang merupakan reseptor kanal ion. Beberapa reseptor 5HT dapat ditemukan di
prasinaps maupun pasca sinaps.
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 123
Gambar 4.10 Sintesis serotonin
Histamin
Histamin merupakan monoamin. Di otak, dihasilkan dari sel mast dan serat saraf.
Histanin disintesis dari histidin dengan bantuan enzim histidin dekarboksilase. Histamin
disimpan di vesikel terminal saraf. Depolarisasi terminal saraf akan melepaskan histamin.
Proses ini juga tergantung pada Ca 2+. Histamin yang dilepaskan akan mengaktifkan reseptor di
presinaps dan postsinaps.
Astrosit berperan dalam inaktivasi dan degradasi histamin. Proses dapat terjadi otak
dengan bantuan enzim histamin metiltransferase diikuti dengan oksidasi oleh MAO dan diikuti
oksidasi menjadi asam asetat metillmidazol. Sedangkan di jaringan periferal akan mengalamin
deaminasi oleh enzim diamin oksidase dan diikuti oksidasi membentuk asam asetat imidazol.
Integrasi Biokimia dalam Modul Kedokteran (Endah Wulandari & Laifa Annisa Hendarmin)
pg. 124