Noradrenalin
Noradrenalin (NA), juga disebut norepinefrin (NE) adalah kimia organik dalam kelompok katekolamin yang di dalam otak dan tubuh berfungsi sebagai hormon dan neurotransmitter. Nama "noradrenalin," berasal dari bahasa Latin yang berarti "di/bersama ginjal," lebih umum digunakan di Britania Raya; sementara Amerika Serikat, lebih menyukai penggunaan "norepinefrin", yang mana berasal dari bahasa Yunani, juga memiliki makna yang sama. "Norepinefrin" termasuk salah satu nama generik yang diberikan untuk obat. Terlepas dari nama yang digunakan untuk substansi itu sendiri, bagian-bagian tubuh yang menghasilkan, atau yang dipengaruhi olehnya disebut sebagai noradrenergik.
Di otak, norepinefrin dihasilkan nukleus. Nukleus yang paling penting adalah locus coeruleus, terletak di pons. Di luar otak, noradrenalin ini digunakan sebagai neurotransmitter oleh ganglia simpatis yang terletak di dekat sumsum tulang belakang atau di abdomen. Noradrenalin ini juga dilepaskan langsung ke aliran darah oleh kelenjar adrenal. Noradrenalin di sini bertindak pada sel target dengan cara mengikat dan mengaktifkan reseptor noradrenergik yang terletak pada permukaan sel.
Secara umum fungsi dari norepinefrin adalah untuk memobilisasi otak dan tubuh untuk bertindak. Pelepasan noradrenalin terendah terjadi pada saat tidur, yang kemudian naik selama terjaga, dan mencapai tingkat yang jauh lebih tinggi selama situasi stres atau bahaya. Di otak, noradrenalin meningkatkan gairah dan kewaspadaan, meningkatkan pembentukan dan pengembalian kembali memori, serta memfokuskan perhatian; hal ini juga meningkatkan kegelisahan dan kecemasan. Di seluruh tubuh, noradrenalin meningkatkan denyut jantung dan tekanan darah, memicu pelepasan glukosa dari tempat penyimpanan energi, meningkatkan aliran darah ke otot rangka, mengurangi aliran darah ke sistem pencernaan, dan menghambat pengosongan kandung kemih dan motilitas gastrointestinal.
Berbagai obat-obatan medis penting bekerja dengan cara mengubah aktivitas sistem noradrenalin. Noradrenalin sendiri banyak digunakan sebagai obat suntik untuk tatalaksana tekanan darah yang amat rendah.
Struktur
Noradrenalin merupakan katekolamin dan phenethylamine. Struktur yang berbeda dari adrenalin hanya karena adrenalin memiliki gugus metil yang melekat pada nitrogen, sedangkan gugus metil ini digantikan oleh atom hidrogen pada noradrenalin. Awalan nor- diambil dari singkatan kata "normal", yang digunakan untuk menunjukkan senyawa demetilasi.
Fungsi
Efek seluler
| Keluarga | Reseptor | Jenis | Mekanisme |
|---|---|---|---|
| Alfa | α1 | terhubung Gq. | Meningkatkan IP3 dan kalsium dengan mengaktifkan fosfolipase C. |
| α2 | terhubung Gi/Go. | Penurunan cAMP dengan menghambat adenilat siklase. | |
| Beta | β1 | terhubung Gs. | Peningkatan cAMP dengan mengaktifkan adenilat siklase. |
| β2 | |||
| β3 |
Seperti banyak zat biologis aktif lainnya, norepinefrin mengikat dan mengaktifkan reseptor yang terletak di permukaan sel. Dua kelompok besar reseptor noradrenalin telah teridentifikasi, yang dikenal sebagai reseptor alfa dan beta adrenergik. Reseptor alfa dibagi menjadi subtipe α1 dan α2; reseptor beta menjadi subtipe β1, β2, β3. Semua ini berfungsi sebagai Reseptor terhubung-protein G, yang berarti bahwa mereka mengerahkan efek mereka melalui sebuah kompleks second messenger system. Reseptor alfa-2 biasanya memiliki efek inhibisi, tetapi banyak dari reseptor ini terletak pada pra-sinaps (yaitu, pada permukaan sel-sel yang melepaskan norepinefrin), sehingga efek bersih dari aktivasi alpha-2 sering menyebabkan penurunan jumlah norepinefrin yang dilepaskan. Reseptor alfa-1 dan semua tiga jenis reseptor beta biasanya memiliki efek eksitasi.
Sistem saraf simpatik
Norepinefrin merupakan neurotransmitter utama yang digunakan oleh sistem saraf simpatik, yang terdiri dari sekitar dua lusin rantai simpatik ganglia yang bersebelahan dengan sumsum tulang belakang, ditambah satu set ganglia prevertebral terletak di dada dan perut. Ganglia simpatik ini terhubung ke berbagai organ tubuh, termasuk mata, kelenjar ludah, jantung, paru-paru, hati, kandung empedu, lambung, usus, ginjal, kandung kemih, organ reproduksi, otot, kulit, dan kelenjar adrenal. Aktivasi simpatik dari kelenjar adrenal menyebabkan medula adrenal melepaskan noradrenalin ke dalam aliran darah, yang kemudian berfungsi sebagai hormon.
Secara umum, efek dari noradrenalin pada masing-masing organ sasaran adalah untuk mengubah keadaan dengan cara yang membuatnya menjadi lebih kondusif untuk gerakan tubuh aktif, yang mana sering menyebabkan peningkatan penggunaan energi dan peningkatan keausan. Hal ini sangat berbeda bila dibandingkan dengan efek asetilkolin pada sistem sistem saraf parasimpatis, yang memodifikasi sebagian besar organ yang sama ke dalam keadaan yang lebih kondusif untuk istirahat, pemulihan, dan pencernaan makanan, dan biasanya menggunakan energi yang lebih sedikit daripada noradrenalin.
Efek simpatis dari norepinefrin meliputi:
- Di mata, peningkatan produksi air mata, membuat mata lebih lembap, dan dilatasi pupil melalui kontraksi dari otot iris.
- Beberapa efek pada sistem kekebalan tubuh. Sistem saraf simpatik adalah jalan utama dari interaksi antara sistem kekebalan tubuh dan otak, dan beberapa komponen yang menerima input simpatik, termasuk timus, limpa, dan kelenjar getah bening. Efeknya terbilang kompleks, dengan beberapa proses kekebalan tubuh diaktifkan sementara yang lain terhambat.
- Di arteri, penyempitan pembuluh darah, menyebabkan peningkatan tekanan darah.
- Di ginjal, pelepasan renin dan retensi natrium dalam aliran darah.
- Di hati, peningkatan produksi glukosa, baik melalui glikogenolisis setelah makan atau dengan glukoneogenesis. Glukosa adalah sumber energi utama dalam sebagian besar kondisi.
- Di pankreas, peningkatan pelepasan glukagon, hormon dan efek utama adalah untuk meningkatkan produksi glukosa oleh hati.
- Di otot rangka, peningkatan penyerapan glukosa.
- Di jaringan adiposa peningkatan lipolisis, yaitu, konversi lemak untuk zat-zat yang dapat digunakan secara langsung sebagai sumber energi oleh otot-otot dan jaringan lain.
- Dalam perut dan usus, penurunan aktivitas pencernaan. Ini hasil dari umumnya efek penghambatan dari norepinefrin pada sistem saraf enterik, yang menyebabkan penurunan mobilitas gastrointestinal, aliran darah, dan sekresi dari pencernaan zat.
Sistem saraf pusat
Neuron noradrenergik di otak membentuk suatu sistem neurotransmitter, yang mana ketika diaktifkan, memberikan efek pada area yang luas dari otak. Efek yang diwujudkan antara lain kewaspadaan, gairah, dan kesiapan untuk bertindak.
Penyakit dan gangguan
Sejumlah masalah medis yang melibatkan disfungsi dari sistem norepinefrin di otak atau tubuh.
Hiperaktivasi simpatik
Hiperaktivasi dari sistem saraf simpatik diakibatkan oleh sejumlah kondisi, serta kemungkinan akibat dari penggunaan obat simpatomimetik. Hal ini menyebabkan kumpulan gejala yang khas termasuk rasa sakit, denyut jantung yang cepat, peningkatan tekanan darah, berkeringat, berdebar, cemas, sakit kepala, pucat, dan penurunan kadar glukosa darah. Jika aktivitas simpatik ini ditingkatkan dalam waktu yang panjang, hal ini dapat menyebabkan penurunan berat badan dan stres yang berhubungan dengan perubahan tubuh.
Daftar kondisi yang dapat menyebabkan hiperaktivasi simpatik termasuk cedera kepala berat, kerusakan sumsum tulang belakang, gagal jantung, tekanan darah tinggi, penyakit ginjal, dan berbagai jenis stres.
Pheochromocytoma
Pheochromocytoma adalah tumor pada medula adrenal yang jarang sekali terjadi. Tumor ini dapat disebabkan oleh faktor genetik maupun oleh beberapa jenis kanker tertentu. Konsekuensinya adalah peningkatan jumlah noradrenalin dan adrenalin yang dilepaskan ke dalam aliran darah. Gejala yang paling jelas adalah gejala pada hiperaktivasi simpatik, khususnya kenaikan tekanan darah yang dapat mencapai tingkat yang berbahaya. Pengobatan yang paling efektif adalah operasi pengangkatan tumor.
ADHD
Attention deficit hyperactivity disorder adalah kondisi kejiwaan yang melibatkan masalah dengan perhatian, hiperaktivitas, dan impulsivitas. Gangguan ini paling sering diobati dengan menggunakan obat-obatan stimulansia seperti metilfenidat (Ritalin), yang mana efek utamanya adalah untuk meningkatkan kadar dopamin di otak, tapi obat-obatan dalam kelompok ini juga umumnya meningkatkan kadar noradrenalin otak. Terdapat pula bukti substansial bahwa banyak orang-orang dengan ADHD menunjukkan "biomarker" yang melibatkan perubahan pengolahan noradrenalin.
Sejarah
Di awal abad ke-20 Walter Cannon, yang telah mempopulerkan ide sistem simpatoadrenal, yang mempersiapkan tubuh untuk menghadapi dan menghindar, bersama rekannya Arturo Rosenblueth mengembangkan teori dua sympathin, sympathin E (eksitasi) dan sympathin I (inhibisi), yang bertanggung jawab untuk tindakan ini. Farmakolog Belgia Zénon Bacq antara tahun 1934 dan 1938 mengusulkan bahwa noradrenalin mungkin saja merupakan transmitter simpatik.[1] Pada tahun 1939, Hermann Blaschko dan Peter Holtz mengidentifikasi mekanisme biosintesis noradrenalin dalam tubuh vertebrata.[2][3] Pada tahun 1945 Ulf von Euler menerbitkan publikasi pertama dari serangkaian makalah yang memantapkan peran norepinefrin sebagai neurotransmitter.[4] Ia mendemonstrasikan kehadiran noradrenalin pada otak dan jaringan yang dipersarafi saraf simpatis, dan mengemukakan bukti-bukti bahwa noradrenalin adalah sympathin dari Meriam dan Rosenblueth.
Referensi
- ^ Bacq ZM (1983). "Chemical transmission of nerve impulses". Dalam Parnham MJ, Bruinvels J. Discoveries in Pharmacology, Volume 1. Amsterdam: Elsevier. hlm. 49–103. ISBN 0-444-80493-5.
- ^ Herman Blaschko (1987). "A half-century of research on catecholamine biosynthesis". Journal of Applied Cardiology: 171–183.
- ^ P. Holtz (1939). "Dopadecarboxylase". Die Naturwissenschaften (dalam bahasa German). 27: 724–725. doi:10.1007/bf01494245.
- ^ von Euler US (1945). "A sympathomimetic pressor substance in animal organ extracts". Nature. 156: 18–19. doi:10.1038/156018b0.