dr. FX Soetedjo Sp.S (K)

LABEL PENGESAHAN
Tanggal Presentasi
Pembimbing
Bookreview Neurobehavior
Rapid review behavioral science
Biological Basis of Behavior
Oleh:
Hanindia Riani P
Pembimbing:
dr. FX Soetedjo Sp.S (K)
PPDS I ILMU PENYAKIT SARAF
FK UNS-RSUD Dr. Moewardi
SURAKARTA
2015
Dasar Biologi Perilaku
I.
Neuroanatomi
A. Sistem saraf pusat yan terdiri dari otak dan medulla spinalis berperan dalam mengolah
rangsang fisiologis dan lingkungan untuk mengkoordinasikan respon perilaku.
1. Dua hemsifer serebri secara fungsional terpisah, tetapi dihubungkan oleh
komissura yang sangat interaktif
a. Hemsifer dominan mengatur bahasa dan maknanya
Hemisfer kiri merupakan hemisfer dominan pada 95% populasi, termasuk
pada 70% individu left-handed (kidal)
b. Hemisfer non dominan mengontrol fungsi visuospatial dan prosody
c. Tiap hemifer mengontrol gerakan kontralateral dan input sensoris
2. Disfungsi struktur saraf pusat tertentu berhubungan beberapa gejala gangguan
perilaku (Tabel 4.1))
B. Sistem saraf tepi termasuk jalur sensorik dan motorik dari dan ke sistem saraf pusat
C. Sistem saraf otonom mengontrol fungsi involunter
1. Dua tipe serabut saraf eferen mengatur respon viseral melalui aksi inhibisi dan
eksitatori
a. Serabut simpatis mengatur efek perifer dengan pelepasan norepineprin
(penigkatan tekanan darah dan denyut jantung)
b. Serabut parasimpatis menghambat respon simpatis melalui pelepasan
asetilkolin (penurunan denyut jantung)
2. Sistem otonom menterjemahkan informasi emosional ke respon viseral dan dapat
menginduksi / eksaserbasi penyakit (meningkatkan bronokontriksi pada asma)
Tabel 4.1 struktur sistem saraf pusat dan disfungsi terkait
Struktur
Lobus Frontal
Lobus Temporal
Fungsi
Berpikir eksekutif
Bahasa
Aksi motorik volunter
berdasar interpretasi input
sensorik
Auditori dan pemahaman
bahasa (hemisfer dominan)
Memori
Disfungsi
Depression
Mood yang labil
Tidak ada motivasi
Disinhibisi
Afasia Brocca
Afasia Wernicke
Halusinasi yang berhubungan
dengan kejang lobus
temporal
Sistem limbik (struktur
Formasi memori
Amnesia korsakoff’s
kortikal dan subkortikal,
Bertugas pada respon
(alkohol dan defisiensi
terdiri dari hipokampus,
emosional terhadap
tiaminyang berhubungan
amygdala, nukleus talamus
pengalaman dan sensasi
dengan kerusakan
anterior, mamilary body,
hippocampal)
gyrus cyngulate)
Dementia
Perubahan kepribadian dan
mood
Sindrom Kluver Bucy
(hyperorality, mengurangi
agresi/kemarahan,
meningkatkan perilaku
sexual hasil dari lesi
amygdala)
Lobus parietal
Somatosensoris dan persepsi Lesi sisi kanan : apraxia,
sepanjang integrasi motorik
neglek sisi kiri
Lesi sisi kiri : agrafia,
acalculia,
tidak
ada
diskriminasi sisi kiri kanan.
Lobus Oksipital
Persepsi
visual
dan Cortical blindness, agnosia,
pandangan
ketidakmampuan untuk
mengenali objek
Reticular activating sistem
Kewaspadaan
Perubahan mood dan
Siklus bangun-tidur
gangguan psikiatri, termasuk
Rapid eye movement sleep
defisit atensi/ hiperaktivitas
Basal ganglia (substansia Sistem motor
Gangguan gerakan repetitif,
nigra, nukleus kaudatus, ekstrapiramidal, yang
perilaku dan pikiran
putamen, globus pallidus)
mencegah gerakan dan
(gangguan obsesive
perilaku tak bertujuan
compulsive, gerakan
koreoatetosis, tics, gejala
parkinson)
II.
Neurotransmission
A. Fisiologi neurotransmission
1. Badan sel saraf dibentuk di struktur saraf pusat dan cabang axonnya
mendistribusikan informasi ke neuron lain melalui neurokimia menghasilkan
potensial aksi.
2. Neurotransmisi terjadi ketika depolarisasi memicu rangsang elektrik, yang akan
menyebabkan pelepasan neurotransmiter ke dalam celah sinaps (ruang antara
axon presinap dan prosesus sel saraf post sinap (dendrit). Ada jutaan koneksi
sinaps di seluruh tubuh.
3. Neurotransmiter menyeberangi celah sinaps dan berikatan dengan reseptor
spesifik, menyebabkan perubahan bentuk melalui protein G dan memulai 2 tipe
respon yakni :
a. Perubahan kanal ion : pada respon ini, ikatan reseptor mengubah kanal ion
sel, membuat sel lebih polar (Cl- masuk K+ keluar) atau berkurang
polaritasnya ( Na+ dan Ca2+ masuk), dengan cara demikian akan terjadi
inhibisi atau inisiasi transmisi elektrik.
b. Respon melalu second messenger : pada respon ini, ikatan reseptor akan
memicu respon melalui second messenger dan menghasilkan kaskade
intrasel :
1. Aktivasi adenylsiklase akan memicu fosforilasi, via adenosin trifosfat
(ATP), protein kinase, akan mengubah aktivitas dan fomasinya.
2. Enzym fosforilase mengkatifkan sintesis neurotransmiter
3. Fosforilase protein ribosom mengontrol sintesis protein
4. Kanal kalsium diaktivasi oleh fosforilase
5. Faktor transkripsi fosforilase mengontrol sintesis DNA dan RNA
B. Klasifikasi neurotransmitter
3 klasifikasi neurotransmiter yakni biogenic amines, amino acids, dan
neuropeptides. Karakteristik neurotransmiter tiap kelas akan dirangkum pada tabel
4.2
1. Biogenic amine neurotransmiter : dopamine, norepinephrine, serotonin,
asetilkolin dan histamin
2. Amino acid neurotransmiter : gamma aminobutyric acid (GABA), glutamate,
dan glisin
3. Neuropeptides : enkephalins, endorphins, dynorphins, substance P,
kolesistokinin, neurotensin, vasopressin dan oksitosin
Tabel 4.2 neurotransmiter dan hubungannya dengan kondisi psikiatri
Kelas/neurotransmiter Distribusi
Tipe reseptor
Kondisi dan dampak
psikiatri
Biogenic amines
Dopamin
Tipe : katekolamin
Prekursor : Tirosin
Metabolit : asam
homovanilic (HVA)
D1-D5
D2 memiliki
hubungan yang
penting dengan
perilaku
↑ aktivitas DA :
skizoprenia dan
psikosis lain
↓ aktivitas DA :
penyakit parkinson
dan depresi
Aktivitas DA berefek
pada sistem reward
dan pada adiksi
α1, α2, β1, β2
↑ aktivitas NE :
kecemasan
↓ aktivitas NE :
depresi
Traktus nigrostriatal :
regulasi tonus otot
dan pergerakannya
Traktus
tuberoinfundibuler :
regulasi sekresi
prolaktin dari
pituitari
Traktus mesolimbik
dan mesokortikal :
modulasi mood dan
realita melalui
pikiran dan perilaku
Saraf yang disusun
Norephinephrine
pada locus ceruleus,
(NE)
Tipe : katekolamin
dengan
proyeksi
Prekursor : tirosin  pada
forebrain
dopamin  NE
(termasuk amigdala
Metabolit : 3
dan
hipotalamus),
methoxy – 4cerebellum
dan
hydroxyphenglycol
(MPHG)
Serotonin (5-HT)
Tipe : Indoleamine
Prekursor :: triptofan
Metabolit : 5hydroxyindoleactic
(5-HIAA)
medula spinalis
Asetilkolin
Tipe : quaternary
amine
Prekursor : Acetyl
conzyme A dan kolin
Metabolit : Kolin dan
asam asetat (oleh
asetilkolinesterase)
Histamin
Tipe : Etilamin
Muskarinik dan
Proyeksi dari nukleus nikotinik
basalis Meynert ke
cortex cerebral dan
system limbik
Juga ditemukan pada
reticular activaating
system dan talamus
Saraf di hypotalamus H1-H3
terproyeksi pada
cortex cerebri, sistem
limbik dan talamus
Neuron yang
dibentuk pada
nukleus raphe dan
secara luas
didistribusikan pada
basal ganglia, sistem
limbik dan cortex
cerebral
Asam amino
ϒ asam aminobutirat Terdistribusi luas di
otak sebagai inhibitor
(GABA)
neurotransmiter
primer, dengan
berbagai tipe reseptor
Glutamat
Prekursor : glukosa
dan glutamin
Metabolit : asam
glutamat
Lebih dari 14
reseptor
teridentifikasi; 5HT1, 5HT2, dan
5HT3 lebih sering
berhubungan dengan
perilaku dan efek
farmakologi
GABAA dan GABAC
bekerja langsung
pada kanal Cl-,
memfasilitasi influks
dan hiperpolarisasi
GABAB merupakan
protein G , beraksi
sebagai second
messengers
Terdistribusi luas
N-methyl-Dsebagai
aspartate (NMDA)
neurotransmiter
dan non NMDA
eksitatori pada sistem Reseptor bekerja
saraf pusat
pada depolarisasi,
mengikat glutamat
dan glisin, ekspulsi
Mg2+ pada reseptor
untuk influk Na+ dan
CA2+
↑ 5HT : psikosis
↓ 5HT : deprese dan
kecemasan
Rendahnya level
5HIAA : ditemukan
pada cairan tubuh
individu yang
menunjukkan
perilaku agresif dan
ingin bunuh diri
Defisit memori dan
dementia (alzheimer
demensia)
Efek samping
histamin (berat
badan bertambah dan
drowsiness)
Underactivity :
gangguan
kecemasaam,
sindrom withdrawall
(alohol withdrawall)
dan onset aktivitas
kejang
Stimulasi reseptor
glutamat :
menyebabkan
neurotoksisitas
sebagai peningkatan
konsentrasi Ca2+ dan
nitrit oksida
↓ aktivitas reseptor
NMDA, terlihat pada
penggunaan PCP
(phencyclidine
hydrochloride)
menyebabkan
psikosis
↑ glutamat :
sindroma withdrawal
-
Glisin
Terdistribusi luas,
Kanal Cl
konsentrasi tertinggi Bekerja bersama
pada medulla spinalis glutamat sebagai
neurotransmiter
eksitatory pada
reseptor NMDA atau
bekerja sendiri
sebagai penghambat
neurotransmiter
Neuropeptides
Enkephalins,
endorphins,
dynorphins
Tipe : opioid endogen
dan kejang
Antagonist
menybabkan
konvulsi
δ ,μ, κ
Analgesia endogen
Berhubungan dengan
kecanduan
Berperan pada
kecemasan dan
depresi
Substance P
Badan sel saraf pada
hipotalamus medial,
diencephalon, pons,
hippocampus dan
midbrain dengan
proyeksi difus pada
axon
-
-
Kolesistokinin
-
-
Neurotensin
Terdapat bersama
dengan DA pada
sebagian axons
Sintesis pada
hipotalamus, dilepas
oleh pituitari
posterior
-
Teridentifikasi pada
neurotransmisi
persepsi nyeri tetapi
juga berpengaruh
pada depresi,
demensia alzheimer,
penyakit Huntington
Skizoprenia,
gangguan makan dan
gangguan pergerakan
Memicu serangan
panik pada pasien
dengan gangguan
panik
Berhubungan dengan
schizoprenia
Vasopresin dan
oksitosin
-
Berefek pada mood
C. Regulasi neurotransmitter
1. Level dan aktivitas neurotransmiter pada sinaps melalui koordinasi dari
beberapa mekanisme
a. Sintesis awal neurotransmiter pada prekursor intrasel
b. Neurotransmiter mungkin ditarik kembali ke dalam sel presinaps
didegradasi oleh monoamine oksidase (MAO) atau dilepaskan kembali ke
sinaps
c. Neurotransmiter dapat berikatan dengan autoreseptor pada neuron presinap
dari tempat dia dilepaskan. Aksi ini memicu mekanisme feedback negative,
mengakibatkan berkurangnya neurotransmiter yang dilepas.
2. Berbagai agen farmakologi dapat bertindak sebagai penghambat maupun
meningkatkan ikatan neurotransmiter dengan reseptornya.
Contoh : Haloperidol mengeblok reseptor D2 mengakibatkan efek antipsikotik.
D. Efek perubahan neurotransmisi
1. Ketersediaan dan ikatan reseptor neurotransmiter spesifik menentukan
kesehatan mental individu
2. Hubungan antara neurotransmiter satu dan yang lain sangat kompleks. Hal ini
berhubungan dengan level metabolit pada cairan tubuh (respon farmakologi
agonist dan antagonis)
Contoh : kadar GABA yang rendah memicu pelepasan glutamat
III.
Neuroendocrinology
A. Sistem endokrin secara kuat mempengaruhi mood dan gejala kecemasan
B. Perubahan produksi dan ketersediaan hormon tiroid dapat berpengaruh terhadap
peningkatan kecemasan, konsentrasi yang lemah, labilitas emosional, gangguan
memori, depresi dan psikosis
1. Level thyroid stimulating hormone (TSH), Thyroxine (T4) dan free
triiodothyronine (T3) setidaknya diperiksa sebagai screening pada pasien dengan
gangguan psikiatri
2. Terapi litium dapat menyebabkan hipoparatiroid kira-kira pada 10% pasien
yang diterapi.
C. Disfungsi Hypothalamic pituitary adrenal axis (HPA) akan mempengaruhi mood
dan gangguan kecemasan
1. Sindroma Chusing, yang merupakan suatu keadaan hiperkortisolisme (level
kortisol tinggi), berhubungan dengan gejala psikiatri seperti delirium, perubahan
mood dan kepribadian, dan gejala kecemasan.
2. Hipokortisolisme (level kortisol rendah) dapat memicu paranoia dan gangguan
mood
3. Kegagalan feedback negatif dan hipersekresi kortisol dapat menyebabkan
hipersekresi sekunder corticotropin releasing factor (CRF), meskipun level
kortisol meningkat dalam aliran darah
Respon ini diperlihatkan pada tes supresi dexamethasone oleh pasien dengan
ketidakmampuan menekan pelepasan cortisol pada pemberian dexametason.
4. CRF memulai respon stress awal, hipersekresi CRF menyebabkan beberapa
gangguan kecemasan
D. Hipoparatiroid dan hiperparatiroid dapat mempengaruh perubahan kepribadian dan
delirium
IV.
Behavioral Genetics
A. Manifestasi karakteristik perilaku dan gangguan psikiatri seseorang adalah hasil
dari faktor biologi, psikososial dan lingkungan pada genetik seseorang.
B. Tipe studi genetik
Beberapa tipe penelitian mengikutsertakan keterlibatan faktor genetik pada
berkembangnya beberapa gangguan psikiatri (tabel 4.3)
1. Studi keluarga
Studi ini diawali dengan membuat genogram pada individu yang sakit
(probandus) dan ada tidaknya keturunan keluarganya yang menderita penyakit
yang sama
a. Hubungan derajat pertama (orangtua, saudara, anak) membagi 50%
informasi genetik probandus, atau 100% pada kondisi kembar monozygot
(berkembang dalam satu ovum)
b. Hubungan derajat kedua (nenek/kakek, cucu, keponakan, paman, bibi)
membagi sekitar 25% informasi genetik pada probandus, atau 50% pada
kondisi paman/bibi merupakan kembar monozygot.
c. Penetrance menjelaskan proporsi dari anggota keluarga yang akan
menunjukkan gejala penyakit yang sama.
Pada penetrance komplit : semua anggota keluarga dengan genotip penyakit
tersebut akan muncul gejala penyakit yang sama.
d. Heritability mengacu sejauh mana faktor genetik menentukan fenotip
Pada beberapa penyakit genetik, individu yang sakit bervariasi pada fenotip
(gejala) yang termanifestasi, disebut juga ekspresi.
e. Jika keluarga probandus secara signifikan lebih mungkin mengalami
gangguan psikiatri, penyakit tersebut termasuk golongan familial inheritance
Contoh : gangguan obsesif kompulsif memiliki prevalensi 2%-3% pada
populasi general tetapi 30% pada kembar monozigot
f. Anggota keluarga juga menunjukkan gejala psikiatri lain dengan frekuensi
yang lebih besar.
Contoh : depresi mayor lebih mungkin terjadi pada anggota keluarga dengan
individu gangguan bipolar
2. Studi kembar
Penelitian ini membandingkan rata-rata kembar monozigot dan dizigot yang
memiliki penyakit yang sama
a.
Jika penyakit tersebut bermanifestasi pada kedua individu kembar, individu
tersebut dikatakan concordant.
b.
Karena faktor lingkungan bevariasi, bahkan pada kembar yang dibesarkan
bersama, Pada kondisi tertentu penelitian kembar lebih mengarah ke genetik
inheritance (tetapi tidak terbukti).
3. Studi adopsi
Studi ini membandingkan pengaruh genetik dan lingkungan dengan meneliti
prevalensi penyakit dalam hubungannya dengan faktor biologi vs adoptif.
4. Studi molecular genetik
Studi ini mengevaluasi materi genetik dari kontrol dan individu yang sakit pada
keluarga yang sama
a.
Studi Restriction fragment length polymorphism (RFLP) memproses
genome, mencari marker genetik yang berhubungan dengan fenotipnya.
b.
Beberapa
penyakit
psikiatri
memiliki
hubungan
genetik
spesifik,
kebanyakan penyakit psikiatri muncul multifaktor dengan marker dan
fenotip yang bervariasi
Tabel 4.3 gangguan psikiatri dan hubungannya dengan keturunan
Gangguan
psikiatri
Lifetime
prevalence
Resiko pada
hub. Keluarga
tingkat pertama
schizophrenia
1%
10%
Resiko
pada Penyakit
lain
kembar
yang beresiko
monozygot
tinggi
dengan
hub. Keluarga
50%
Gangguan
kepribadian
skizoid
dan
skizotypal
Bipolar tipe 1
1%
25%
75%
Gangguan
depresi mayor
15%
15-20%
50%
Ketergantungan
alkohol
16%
30%
60%
Gangguan
obsesif
kompulsif
Gangguan panik
3%
35%
25-30%
1-2%
8-20%
33-43%
Gangguan
kecemasan
general
5%
20%
22%
Social phobia
3-13%
5%
24%
Gangguan
bipolar
Gangguan
depresi mayor
Gangguan
depresi mayor
Skizoprenia
Gangguan
bipolar
Skizoprenia
Gangguan mood
dan kecemasan
Gangguan
kepribadian anti
sosial
Tourette’s
disorder
Agoraphobia,
social
pobia,
gangguan
kecemasan
general
Gangguan
panik,
agoraphobia,
social phobia,
gangguan
depresi mayor
Gangguan panik