TUGAS BIOKIMIA

MODUL NEUROSAINS

ARIZA ZAKIA IMANI

I11110009

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER

FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

2012

1. Sebutkan dan jelaskan peranan mikronutrien (molekul,atom,ion) dalam SSP dan

SST!

Fungsi metabolisme dari sistem otak dan saraf tidak hanya tergantung pada pasokan

makronutrien - karbohidrat, lemak dan protein - tetapi juga pada ketersediaan

mikronutrien.

Vitamin, karotenoid dan asam lemak esensial, serta mineral dan elemen memainkan

peran penting, terutama dalam pengembangan sistem saraf pada awal kehidupan dan

selama proses penuaan. Ketersediaan gizi mikro yang cukup merupakan prasyarat penting

dan sangat diperlukan untuk sistem saraf yang berfungsi dengan baik, dan kesejahteraan

mental dan emosional pada manusia.

Vitamin B

Vitamin B memainkan peran kunci dalam berfungsinya proses dalam saraf

dan otak. Vitamin B1 diperlukan untuk penyediaan energi (glukosa) ke sel-sel

saraf dan terlibat dalam transmisi rangsangan saraf. Otoritas Keamanan

Makanan Eropa (EFSA) baru-baru ini mengkonfirmasikan bahwa pasokan

vitamin B1 yang cukup adalah penting untuk perkembangan saraf normal dan

fungsi pada bayi dan anak-anak sampai usia tiga tahun. Vitamin B6 sangat

diperlukan untuk metabolisme asam amino yang berfungsi untuk sintesis

dopamin neurotransmitter, GABA, dan serotonin tertentu. Hal ini juga

diperlukan untuk penyediaan energi untuk sel-sel saraf; glukosa yang cukup

hanya dapat disintesis dari protein dan karbohidrat dengan bantuan vitamin

B6. Selain itu, vitamin B6 yang terlibat dalam produksi dari "selubung mielin",

lemak yang menyertakan serabut saraf (akson). Vitamin B12 juga memainkan

peranan penting dalam sintesis dari selubung mielin. Selain itu, terlibat dalam

sintesis DNA dan dengan demikian dalam pembelahan sel. Konsentrasi

vitamin B12 mempengaruhi efektivitas asam folat (vitamin B9), yang

merupakan signifikansi utama untuk metabolisme komponen mielin dan

neurotransmiter. Seperti omega-3 asam lemak, asam folat dianggap penting

dalam perkembangan sistem saraf pada awal kehidupan.

Kalsium

Ion kalsium, mengatur sejumlah proses fisiologis termasuk ekspresi gen

neuronal dan sekresi saraf neurotransmitters.1 Kalsium kebanyakan ditemukan

dalam tulang dalam tubuh dan sedikit beredar dalam aliran darah. Menariknya,

setiap kali tingkat-tingkat kalsium jatuh terlalu rendah, tubuh akan menarik

kalsium dari tulang untuk mempertahankan kadar darah. Jadi, sementara

kekurangan kalsium tidak dapat mempengaruhi kognisi, dapat mempengaruhi

kesehatan di kemudian hari. Seumur hidup asupan kalsium yang buruk dapat

meningkatkan risiko seseorang terkena osteoporosis.

Yodium

Iodine juga dibutuhkan untuk sintesis hormon tiroid, yang dibutuhkan untuk

mielinasi sistem saraf pusat. Yodium diperlukan untuk perkembangan normal

dari otak. Kekurangan mineral ini selama periode kritis perkembangan dalam

kehamilan dapat menyebabkan retardasi mental dan defisit perkembangan

saraf yang lebih rendah.

Besi

Besi adalah unsur yang terkandung dalam ratusan protein dan enzim yang

terlibat dalam berbagai aspek metabolisme sel. Zat besi dibutuhkan untuk

pengembangan dari oligodendrocytes (sel otak yang menghasilkan mielin) dan

enzim yang mensintesis berbagai neurotransmitter. Kekurangan zat besi

selama kehamilan dan masa kanak-kanak secara konsisten merupakan salah

satu masalah kesehatan utama global. Kekurangan zat besi selama kehamilan

dapat menyebabkan konsekuensi serius bagi ibu dan bayi termasuk dalam

belajar permanen dan defisit memori.

Magnesium

Magnesium berpartisipasi dalam lebih dari 300 reaksi metabolik, banyak yang

diperlukan untuk fungsi otak normal. Kekurangan magnesium terbuka telah

diinduksi eksperimental dan dapat menyebabkan tremor, kejang otot, dan

tetany (kontraksi otot tak sadar).

Selenium

Selenium, diperlukan untuk glutathione peroksidase, enzim antioksidan yang

penting dalam otak dan jaringan lain. Dalam studi, kekurangan selenium pada

otak hewan laboratorium dapat dihubungkan dengan kapasitas antioksidan

yang berkurang di otak.

Zinc

Zinc ditemukan dalam kadar tinggi di otak di mana ia melakukan peran

katalitik, struktural dan regulasi di metabolism. Di otak, zinc terikat dengan

protein tapi zinc bebas terdapat dalam vesikel sinaptik dan melakukan peran

dalam neurotransmisi yang dimediasi oleh glutamat dan gamma-aminobutryic

acid (GABA). Bahkan, defisit zinc jangka pendek telah terbukti merusak

langkah-langkah tertentu fungsi mental dan neurologis sementara defisit zinc

jangka panjang, terutama selama kehamilan, mengakibatkan kelainan atau

defisit dalam perhatian, belajar, memori dan perilaku neuropsikologis dari

bayi.

2. Jelaskan mekanisme eksitasi dan inhibisi neurotransmitter!

Potensial aksi menyebabkan vesikel dalam bongkol sinap mengeluarkan

neurotransmiter. Neurotransmiter adalah zat kimia yang meneruskan impuls dari satu neuron

ke neuron/badan sel lainya. Pada saat ada rangsangan saraf, rangsangan menyebabkan pompa

Na-K berhenti. Rangsangan menyebabkan permiabilitas Na kedalam sel meningkat 5000x

yang menyebabkan ion dalam sel berubah jadi positif dan diluar negatif , perubahan ion dari

negatif menjadi positif disebut depolarisasi. Perbedaan polaritas ini menyebabkan aliran

impuls yang disebut potensial aksi. Potensial aksi adalah perubahan mendadak seperti

denyutan dalam potensial membran yang berlangsung 1/10.000 s/d 1/1.000 detik, akibat

adanya beda potensial. Potensial aksi berpindah sepanjang jaringan saraf dan menimbulkan

isyarat/impuls saraf.

Sifat neurotransmiter ada dua yaitu: eksitasi dan inhibisi. Neurotransmiter dapat

bekerja jika sel penerima mempunyai reseptor didalam membran presinaptik. Misal: neuron

yang sama akan terangsang(exitasi) oleh sinap yang melepaskan asetilkolin , tetapi terinhibisi

(dihambat) oleh sinap lain yang melepaskan glisin. Jadi membran saraf mengandung reseptor

eksitasi untuk asetilkolin dan reseptor inhibisi untuk glisin. Satu neuron hanya melepaskan

satu jenis neurotransmiter

A. Transmiter Eksitasi

Asetilkolin: Disekresi oleh neuron di area otak, umumnya bersifat eksitasi efek

inhibisi terjadi pada sistem saraf parasimpatik perifer seperti inhibisi jantung oleh

nervus vagus.

Asam Glutamat: disekresi oleh bongkol sinaptik lintasan sensorik, umumnya eksitasi.

Zat P, disekresi oleh ujung saraf nyeri dalam substansia gelatinosa medulla spinalis,

umumnya eksitasi.

Enkefalin dan Endorfin, disekresi oleh ujung saraf medulla spinalis, batang otak,

talamus dan hipotalamus, umumnya eksitasi.

Berbagai mekanisme molekular dan membran digunakan oleh berbagai reseptor untuk

menimbulkan eksitasi seperti berikut ini:

Ø  Kanal natrium yang terbuka yang memungkinkan pelepasan listrik bermuatan positif

dalam jumlah besar untuk mengalirkan kebagian arterior dari sel potsinaps. Hal ini

akan meningkatkan potensial membran dalam arah positif menuju nilai ambang

rangsangan untuk menyebabkan eksitasi.

Ø  Penekanan hantaran melalui kanal klorida atau kalium, atau keduanya. Hal ini akan

menurunkan difusi ion klorida bermuatan negatif kebagian dalam neuron potsinaps

atau menurunkan difusi ion kalium bermuatan positif kebagian luar. Pada contoh ini,

pengaruhnya adalah dengan membuat potensial membran internal menjadi lebih

positif dari normal  yang bersifat eksitatorik.

Ø  Berbagai perubahan metabolisme internal neuron potsinaps untuk merangsang

aktivitsa sel  atau beberapa keadaan, untuk meningkatkan jumlah reseptor membran

eksitasi atau jumlah reseptor membran inhibisi.

B. Transmiter Inhibisi

Norepineprin: disekresi oleh neuron di formatiorecularis batang otak dan hipotalamus,

umumnya bersifat inhibisi, tapimada yang eksitasi.

Epineprin: disekresi sedikit neuron, sifat sama dengan norepineprin.

Dopamin: disekresi oleh neuron substansia nigra, umumnya bersifat inhibisi.

Glisin: disekresi oleh sinap medulla spinalis, umumnya inhibisi.

Asam Gama Amionobutirat: disekresi oleh sinap medulla spinalis, serebelum, ganglia

basalis, umumnya inhibisi.

Serotonin: disekresi oleh batang otak, penghambat lintasan nyeri di medulla spinalis.

Berbagai mekanisme molekular dan membran digunakan oleh berbagai reseptor untuk

menimbulkan eksitasi seperti berikut ini:

Ø  Pembukaan kanal ion klorida melalui membran neuro popsinaps hal ini

memungkinkan ion-ion klorida bermuatan negatif untuk berdifusi secara cepat dari

bagian luar neuron potsinaps kebagian dalam, dengan demikian membawa muatan

negatif kedalam dan meningkatkan negativitas dibagian dalam yang bersifat inhibisi.

Ø  Meningkatkan hantaran ion kalium yang keluar dari neuron. Hal ini memungkinkan

ion kalium yang bermuatan positif untuk berdifusi kebagian eksterior, yang

menyebabkan peningkatan keaktifan didalam neuron yang bersifat inhibisi.

Ø  Aktivitas enzim reseptor yang menghambat fungsi metabolik seluler atau yang

meningkatkan jumlah reseptor sinap inhibisi atau menurunkan jumlah reseptor

eksitasi.

Untuk merangsang atau menghambat penjalaran saraf ke neuron berikutnya

dibutuhkan transmitter. Sehingga akan dibutuhkan mekansime potensial aksi seperti ini :

Membran ujung presinaps yang banyak mengandung kanal kalsium –> ada potensial aksi –>

depolarisasi membrane presinaps –> kanal kalsium terbuka –> kalsium masik kedalam ujung

presnaps –> kalsium berikatan dengan molekul khusus di situs pelepasan dalam ujung

presinaps –> situs pelepasan terbuka –> vesikel melepaskan neuron transmitter ke celah

sinaps –> akan diikat oleh komponen pengikat pada postsinaps –> menuju kanal ion –>

kation (eksitator) atau anion (inhibitor) –> menarik na atau cl –> proses akan diteruskan ke

neuron berikut dengan mekanisme yang sama

Sumber :

1. Drake, V. 2011. Micronutrients and Cognitive Function. The Linus Pauling Institute

Research Newsletter, 12-15.

2. M., Bourre J. 2006.  Effects of Micronutrients (in Food) on the Structure and

Function of the Nervous System: Update on Dietary Requirements for Brain. Part 1:

Micronutrients. J Nutr Health Aging.

3. Hidayat, Azis Alimul. 2006. Pengantar Kebutuhan Dasar Manusia. Surabaya:

Salemba Medika.