dopamin

Keumuman

Dopamin adalah neurotransmitter penting dari keluarga katekolamin, dengan fungsi kontrol pada: gerakan, yang disebut memori kerja, sensasi kesenangan, penghargaan, produksi prolaktin, mekanisme pengaturan tidur, beberapa kemampuan kognitif dan rentang perhatian.

Dalam tubuh manusia, produksi dopamin terutama disebabkan oleh apa yang disebut neuron di daerah dopaminergik dan, pada tingkat lebih rendah, ke bagian meduler kelenjar adrenal (atau adrenal).
Daerah dopaminergik mencakup beberapa situs otak, termasuk pars compacta dari substansia nigra dan area tegmental ventral otak tengah.
Tingkat dopamin abnormal bertanggung jawab untuk beberapa kondisi patologis. Salah satu kondisi patologis ini adalah penyakit Parkinson yang terkenal.

Apa itu dopamin?

Dopamin adalah molekul organik, milik keluarga katekolamin, yang memainkan peran penting neurotransmitter di otak manusia dan hewan lainnya.
Dopamin juga merupakan molekul prekursor dari mana sel, melalui proses tertentu, memperoleh dua neurotransmiter lain dari keluarga katekolamin: norepinefrin (atau noradrenalin) dan epinefrin (atau adrenalin).

APA ITU NEUROTRANSMITTER?

Neurotransmitter adalah bahan kimia yang memungkinkan sel-sel dalam sistem saraf, yang disebut neuron, untuk berkomunikasi satu sama lain.
Dalam neuron, neurotransmiter berada di dalam vesikel kecil; vesikel sebanding dengan kantung, dibatasi oleh lapisan ganda fosfolipid, sangat mirip dengan membran sitoplasma sel eukariotik sehat generik.
Di dalam vesikel, neurotransmiter tetap seperti inert, sampai impuls saraf tiba di neuron tempat mereka berada.
Impuls saraf, pada kenyataannya, merangsang pelepasan vesikel oleh neuron yang mengandungnya.
Dengan pelepasan vesikel, neurotransmiter melarikan diri dari sel saraf, menempati ruang yang disebut sinaptik (yang merupakan ruang khusus antara dua neuron yang sangat dekat) dan berinteraksi dengan neuron tetangga, tepatnya dengan reseptor membran sel saraf. neuron yang disebutkan sebelumnya. Interaksi neurotransmiter dengan neuron yang ditempatkan di sekitarnya mengubah impuls saraf awal menjadi respons seluler yang sangat spesifik, yang bergantung pada jenis neurotransmiter dan jenis reseptor yang ada pada neuron yang terlibat.
Dengan kata yang lebih sederhana, neurotransmiter adalah pembawa pesan kimiawi, yang dilepaskan oleh impuls saraf untuk menginduksi mekanisme seluler tertentu.
Selain dopamin dan turunannya, norepinefrin dan epinefrin, neurotransmiter manusia penting lainnya adalah: glisin, serotonin, melatonin, asam gamma-aminobutirat (GABA) dan vasopresin.

NAMA KIMIA DOPAMIN

Nama kimia dopamin adalah 4- (2-aminoetil) benzena-1,2-diol.

SEJARAH DOPAMINA

Anehnya, dopamin adalah neurotransmitter yang pertama kali disintesis oleh para peneliti di laboratorium dan kemudian ditemukan di jaringan otak manusia.
Tanggal 1910, kredit untuk sintesis laboratorium dopamin diberikan kepada George Barger dan James Ewens, dua ahli kimia Inggris dari perusahaan tersebut. Selamat datang dari London.
Namun, untuk menemukan bahwa dopamin adalah molekul yang secara alami ada di otak adalah peneliti Inggris Kathleen Montagu, pada tahun 1957, di laboratorium Rumah Sakit Runwell dari London.
Setahun setelah ditemukannya dopamin di jaringan otak, maka pada tahun 1958, ilmuwan Arvid Carlsson dan Nils-Ake Hillarp, ​​karyawan Chemical Pharmacology Laboratories National Heart Institute of Sweden, mengidentifikasi dan menjelaskan untuk pertama kalinya peran neurotransmitter, ditutupi dengan dopamin.
Untuk temuan penting ini dan untuk menetapkan bahwa dopamin bukan hanya prekursor norepinefrin dan epinefrin, Carlsson juga menerima Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran.

DARI MANA NAMA DOPAMIN BERASAL?

Komunitas ilmiah mengadopsi istilah "dopamin" karena molekul prekursor, dari mana George Barger dan James Ewens mensintesis dopamin, adalah apa yang disebut L-DOPA.

Struktur kimia

Seperti yang dinyatakan, dopamin adalah katekolamin.
Katekolamin adalah molekul organik, di mana adanya cincin benzena yang bergabung dengan dua gugus hidroksil OH berulang. Cincin benzena ini digabungkan dengan dua gugus OH hidroksil memiliki rumus kimia C6H3 (OH) 2.
Dalam kasus dopamin, zat ini terdiri dari penyatuan antara cincin benzena dengan dua gugus hidroksil, khas katekolamin, dan gugus etilamin.
Gugus etilamina adalah senyawa organik di mana dua atom karbon dan satu nitrogen berpartisipasi, dan yang memiliki rumus kimia berikut: CH2-CH2-NH2.
Mengingat dua rumus kimia yang dilaporkan di atas, yaitu gugus benzena dengan dua gugus OH dan gugus etilamina, rumus kimia akhir dopamin adalah: C6H3 (OH) 2-CH2-CH2-NH2.
Gambar di bawah menunjukkan struktur kimia katekolamin generik, gugus hidroksil, gugus etilamin, dopamin, dan L-DOPA.

Gambar: tidak seperti dopamin, L-DOPA memiliki gugus karboksil, terikat pada salah satu dari dua atom karbon dari gugus etilamin. Gugus karboksil - yang rumus kimianya adalah COOH - adalah hasil penyatuan karbon dengan atom oksigen dan sebuah gugus hidroksil.

SIFAT KIMIA

Seperti banyak molekul yang terdiri dari kelompok etilamin, dopamin adalah basa organik.
Ini menyiratkan bahwa, dalam lingkungan asam, umumnya dalam bentuk terprotonasi; sementara, dalam lingkungan dasar, biasanya dalam bentuk non-protonasi.

Ringkasan: bagaimana dan di mana itu terjadi?

Sintesis alami (atau biosintesis) jalur dopamin mencakup empat langkah dasar dan dimulai dengan asam amino L-fenilalanin.
Secara sederhana dan skematis, biosintesis dopamin dapat diringkas sebagai berikut:

L-fenilalanin L-tirosin L-DOPA dopamin

Konversi L-fenilalanin menjadi L-tirosin dan konversi L-tirosin menjadi L-DOPA terdiri dari dua reaksi hidroksilasi. Dalam kimia, reaksi hidroksilasi adalah reaksi di mana suatu molekul memperoleh gugus OH hidroksil.
Reaksi hidroksilasi pertama, yaitu L-fenilalanin L-tirosin, terjadi berkat intervensi enzim yang dikenal sebagai fenilalanin hidroksilase.
Reaksi L-tirosin L-DOPA, di sisi lain, terjadi berkat intervensi enzim yang dikenal sebagai tirosin hidroksilase.
Langkah terakhir, yang memberikan dopamin dari L-DOPA, adalah reaksi dekarboksilasi.
Di bidang kimia, reaksi dekarboksilasi sesuai dengan proses di mana molekul tersebut kehilangan satu atau lebih gugus karboksilat COOH.
Memberikan reaksi dekarboksilasi yang menimbulkan L-DOPA adalah enzim yang disebut L-asam amino dekarboksilase (atau DOPA dekarboksilase).

KURSI SINTESIS DOPAMIN

Dalam tubuh manusia, biosintesis dopamin terutama dilakukan oleh apa yang disebut neuron di daerah dopaminergik dan, pada tingkat lebih rendah, oleh bagian meduler kelenjar adrenal (atau adrenal).
Neuron daerah dopaminergik, atau neuron dopaminergik, adalah sel saraf yang terletak di:

• Substansia nigra, tepatnya dalam apa yang disebut Pars compacta dari substansia nigra. Di sana substansia nigra (atau zat hitam) terjadi di otak tengah, yang merupakan salah satu dari tiga wilayah utama yang membentuk batang otak.
  Meskipun bagian dari batang otak, substansia nigra bertindak di bawah bimbingan inti dasar (atau ganglia basal) dari telencephalon; telencephalon adalah otak.
  Menurut berbagai penelitian ilmiah, pars compacta dari substansia nigra itu adalah situs utama sintesis dopamin, hadir dalam tubuh manusia.
• Daerah tegmental ventral. Juga terletak di tingkat otak tengah, area tegmental ventral memiliki neuron dopaminergik, yang ekstensinya mencapai berbagai area saraf, termasuk: nukleus accumbens, korteks prefrontal, amigdala, dan hipokampus.
• Hipotalamus posterior. Perpanjangan neuron dopaminergik dari hipotalamus posterior mencapai sumsum tulang belakang.
• Nukleus arkuata hipotalamus dan nukleus paraventrikular hipotalamus. Neuron dopaminergik dari kedua area ini memiliki ekstensi yang mencapai kelenjar pituitari, di sini mereka memiliki tugas untuk mempengaruhi produksi prolaktin.
• Area subtalamus yang tidak pasti.

DEGRADASI

Pemecahan alami dopamin menjadi metabolit tidak aktif dapat terjadi dalam dua cara berbeda dan melibatkan tiga enzim:

• monoamine oksidase (atau MAO),
• katekol-O-metiltransferase (COMT)
• aldehid dehidrogenase.
  

Kedua cara pemecahan dopamin alami mengarah pada pembentukan zat yang dikenal sebagai asam homovanil (HVA).

Gambar: dua kemungkinan cara biodegradasi dopamin. Dari: wikipedia.org

Fungsi

Dopamin melakukan banyak fungsi, baik pada tingkat sistem saraf pusat maupun pada tingkat sistem saraf tepi.
Mengenai sistem saraf pusat, dopamin adalah neurotransmitter yang berpartisipasi dalam:

• Kontrol gerak
• Mekanisme sekresi hormon prolaktin
• Memeriksa kapasitas memori
• Mekanisme penghargaan dan kesenangan
• Kontrol keterampilan perhatian
• Kontrol beberapa aspek perilaku dan beberapa fungsi kognitif
• Mekanisme tidur
• Kontrol suasana hati
• Mekanisme yang mendasari pembelajaran

Adapun sistem saraf tepi, dopamin bertindak:

• Sebagai vasodilator
• Sebagai stimulan ekskresi natrium, melalui urin
• Sebagai faktor yang meningkatkan motilitas usus
• Sebagai faktor yang mengurangi aktivitas limfosit
• Sebagai faktor yang mengurangi sekresi insulin oleh pulau Langerhans (sel beta pankreas)

RESEPTOR DOPAMINERGIK

Setelah dilepaskan ke ruang sinaptik, dopamin memberikan efeknya dengan berinteraksi dengan apa yang disebut reseptor dopaminergik, yang ada pada membran sel saraf yang berbeda.
Pada mamalia - oleh karena itu juga pada manusia - ada 5 subtipe reseptor dopaminergik yang berbeda.Nama dari 5 subtipe reseptor ini sangat sederhana: D1, D2, D3, D4 dan D5.
Respon yang dihasilkan oleh dopamin bergantung pada subtipe reseptor dopamin, yang berinteraksi dengan dopamin itu sendiri.
Dengan kata lain, efek seluler dopamin bervariasi tergantung pada reseptor dopamin yang terlibat dalam interaksi.

Di otak, densitas distribusi reseptor dopaminergik bervariasi dari satu area otak ke area otak lainnya, dengan kata lain setiap area otak memiliki jumlah reseptor dopaminergik sendiri-sendiri.
Ahli biologi percaya bahwa kepadatan yang berbeda dari distribusi reseptor ini tergantung pada fungsi yang harus dicakup oleh area otak.

DOPAMINA DAN GERAKAN

Keterampilan motorik manusia (kebenaran gerakan, kecepatan gerakan, dll.) bergantung pada dopamin yang: substansia nigra dilepaskan di bawah aksi ganglia basalis.
Bahkan, jika dopamin dilepaskan dari substansia nigra kurang dari normal, gerakan menjadi lebih lambat dan tidak terkoordinasi. Sebaliknya, jika dopamin secara kuantitatif lebih tinggi dari normal, tubuh manusia mulai melakukan gerakan yang tidak perlu, sangat mirip dengan tics.
Oleh karena itu, regulasi pelepasan dopamin yang baik oleh substansia nigra, sangat penting bagi manusia untuk bergerak dengan benar, melakukan gerakan terkoordinasi dan pada kecepatan yang tepat.

PELEPASAN DOPAMIN DAN PROLAKTIN

Dopamin yang berasal dari neuron dopaminergik nukleus arkuata dan nukleus paraventrikular menghambat sekresi hormon prolaktin oleh sel laktotrop kelenjar hipofisis.
Karena mudah dipahami, tidak adanya atau berkurangnya kehadiran dopamin yang berasal dari distrik-distrik yang disebutkan di atas menyiratkan aktivitas yang lebih besar dari sel-sel laktotropik hipofisis, oleh karena itu produksi prolaktin yang lebih besar.
Dopamin yang menghambat sekresi prolaktin mengambil nama alternatif "faktor penghambat prolaktin" (PIF).
Untuk mengetahui apa saja efek prolaktin, pembaca bisa klik di sini.

DOPAMIN DAN MEMORI

Beberapa penelitian ilmiah telah menunjukkan bahwa tingkat dopamin yang memadai di korteks prefrontal meningkatkan apa yang disebut memori kerja.
Menurut definisi, memori kerja adalah "sistem untuk pemeliharaan sementara dan manipulasi informasi selama kinerja tugas kognitif yang berbeda, seperti pemahaman, pembelajaran dan penalaran".
Jika kadar dopamin yang berasal dari korteks prefrontal menurun atau meningkat, memori kerja mulai menderita.

DOPAMIN, KENIKMATAN DAN HADIAH

Dopamin adalah mediator kesenangan dan penghargaan.
Faktanya, menurut penelitian yang dapat dipercaya, otak manusia melepaskan dopamin ketika "mengalami" keadaan atau aktivitas yang menyenangkan, seperti makan berdasarkan makanan enak atau aktivitas seksual yang memuaskan.
Neuron dari area dopaminergik yang paling terlibat dalam mekanisme penghargaan dan kesenangan adalah neuron dari nukleus accumbens dan korteks prefrontal.

DOPAMIN DAN PERHATIAN

Dopamin yang berasal dari korteks prefrontal mendukung keterampilan perhatian.
Penelitian yang menarik telah menunjukkan bahwa konsentrasi dopamin yang rendah di korteks prefrontal sering dikaitkan dengan kondisi yang dikenal sebagai gangguan hiperaktif defisit perhatian.

FUNGSI DOPAMIN DAN KOGNITIF

Hubungan antara dopamin dan kemampuan kognitif terbukti dalam semua kondisi tidak sehat yang ditandai dengan "perubahan neuron dopaminergik dari korteks prefrontal.
Faktanya, dalam kondisi morbid yang disebutkan di atas, selain kemampuan perhatian dan memori yang disebutkan di atas - juga fungsi neurokognitif, kemampuan untuk penyelesaian masalah dll.

Patologi

Dopamin memainkan peran sentral dalam beberapa kondisi medis, termasuk: penyakit Parkinson, attention deficit hyperactivity disorder (ADHD), skizofrenia / psikosis, dan kecanduan obat-obatan dan obat-obatan tertentu.
Selanjutnya, menurut beberapa penelitian ilmiah, itu akan bertanggung jawab atas sensasi menyakitkan yang menjadi ciri beberapa keadaan tidak sehat (fibromyalgia, restless leg syndrome, burning mouth syndrome) dan mual yang berhubungan dengan muntah.

Dopamin dan kecanduan

Narkoba

Obat

• Kokain
• amfetamin
• Metamfetamin
• Ekstasi (MDMA)

• Ritalin
• Psikostimulan

Untuk mengetahui lebih lanjut:

• penyakit Parkinson
• ADHD
• Skizofrenia

Keingintahuan dan informasi lainnya

Untuk melengkapi apa yang telah dikatakan sejauh ini, berikut adalah beberapa informasi tambahan mengenai dopamin:

• Konversi dopamin menjadi norepinefrin adalah reaksi hidroksilasi, yang dilakukan oleh enzim yang dikenal sebagai dopamin beta-hidroksilase.
  Konversi dopamin menjadi adrenalin, di sisi lain, adalah reaksi yang terjadi karena intervensi enzim yang dikenal sebagai phenylethanolamine N-methyltransferase.
• Studi terbaru menunjukkan bahwa retina okular juga menampung beberapa neuron dopaminergik.
  Sel-sel saraf ini memiliki kekhususan aktif selama jam terang dan diam selama jam kegelapan.
• Reseptor dopaminergik yang paling banyak terdapat dalam sistem saraf manusia adalah reseptor D1, diikuti segera setelahnya oleh reseptor D2.
  Jika dibandingkan dengan subtipe D1 dan D2, reseptor D3, D4 dan D5 hadir pada tingkat yang jauh lebih rendah.
• Menurut para ahli, penyalahgunaan narkoba adalah salah satu keadaan yang mendukung pelepasan dopamin kesenangan dan penghargaan.
  Faktanya, tampaknya mengonsumsi obat-obatan, seperti kokain, menyebabkan peningkatan kadar dopamin, seperti halnya makanan enak atau aktivitas seksual yang memuaskan.
• Dokter merencanakan pengobatan berdasarkan suntikan dopamin, di hadapan: hipotensi, bradikardia, gagal jantung, serangan jantung, serangan jantung dan gagal ginjal.
• Penuaan fisiologis yang dialami setiap manusia bertepatan dengan penurunan kadar dopamin dalam sistem saraf.
  Menurut beberapa penelitian ilmiah, penurunan fungsi otak yang berkaitan dengan usia sebagian disebabkan oleh penurunan kadar dopamin dalam sistem saraf.

Lihat juga: Obat Agonis Dopamin