КАТЕХОЛАМИНИ: СИНТЕЗ, ОСВОБОЖДАВАНЕ И ФУНКЦИИ - НЕВРОПСИХОЛОГИЯ - 2025

На катехоламини или aminohormonas са вещества, които съдържат в тяхната структура на катехол група и странична верига с амино група. Те могат да функционират в тялото ни като хормони или като невротрансмитери.

Катехоламините са клас моноамини, които се синтезират от тирозин. Основните от тях са допамин, адреналин и норепинефрин. Те се състоят от много важни невротрансмитери в нашето тяло и имат множество функции; те участват както в нервни, така и в ендокринни механизми.

Молекулярна структура на норепинефрин (норадреналин) от семейството на катехоламините.

Някои от функциите на централната нервна система, които те контролират, са движение, познание, емоции, учене и памет. Те също играят основна роля при реакциите на стрес. По този начин освобождаването на тези вещества се увеличава при физически или емоционален стрес. На клетъчно ниво тези вещества модулират невронната активност чрез отваряне или затваряне на йонни канали според участващите рецептори.

Нивата на катехоламин могат да се видят чрез тестове за кръв и урина. Всъщност катехоламините се свързват с приблизително 50% протеини в кръвта.

Промените в невротрансмисията на катехоламин обясняват някои неврологични и невропсихични разстройства. Например, депресията е свързана с ниски нива на тези вещества, за разлика от тревожността. От друга страна, изглежда, че допаминът играе съществена роля при заболявания като Паркинсон и шизофрения.

Биосинтез на катехоламини

Катехоламините се получават от тирозин, аминокиселина, която съставя протеини. Може да се извлече директно от диетата (като екзогенен източник) или да се синтезира в черния дроб от фенилаланин (като ендогенен източник).

Фенилаланин

Фенилаланинът е основна аминокиселина за хората. Получава се чрез диета, въпреки че присъстват и в някои психоактивни вещества.

За да има адекватни нива на катехоламини, е важно да се консумират храни, богати на фенилаланин, като червено месо, яйца, риба, млечни продукти, нахут, леща, ядки и др.

тирозин

Химична структура на аминокиселината Тирозин (Източник: Clavecin via Wikimedia Commons)

Що се отнася до тирозина, той може да се намери в сиренето. За да се образуват катехоламини, тирозинът трябва да се синтезира от хормон, наречен тирозин хидроксилаза. След хидроксилиране се получава L-DOPA (L-3,4-дихидроксифенилаланин).

Допамин и норепинефрин

Тогава DOPA преминава през процес на декарбоксилиране чрез ензима DOPA декарбоксилаза, произвеждайки допамин.

Допамин 2D молекула.

От допамина и благодарение на бета-хидроксилирания допамин се получава норепинефрин (наричан още норепинефрин).

Молекула на норепинефрин

Адреналин

Епинефринът се произвежда в медулата на надбъбречните жлези, които са разположени над бъбреците. Възниква от норепинефрин. Епинефрин възниква, когато норепинефринът се синтезира от ензима фенилетаноламин N-метилтрансфераза (PNMT). Този ензим се намира само в клетките на надбъбречната медула.

Структура на адреналин

От друга страна, инхибирането на синтеза на катехоламин се произвежда от действието на AMPT (алфа метил-р-тирозин). Това е отговорно за инхибирането на ензима тирозин-хидроксилаза.

Къде се произвеждат катехоламини?

Основните катехоламини произлизат в надбъбречните жлези, по-специално в надбъбречната медула на тези жлези. Те се произвеждат благодарение на клетки, наречени хромафини: на това място адреналинът се секретира в 80%, а норадреналинът в останалите 20%.

Тези две вещества действат като симпатомиметични хормони. Тоест, те симулират ефектите на хиперактивността върху симпатиковата нервна система. По този начин, когато тези вещества се отделят в кръвообращението, се наблюдава повишаване на кръвното налягане, по-голямо свиване на мускулите и повишаване на нивата на глюкозата. Както и ускоряване на сърдечната честота и дишането.

Поради тази причина катехоламините са от съществено значение за подготовката за реакции на стрес, битка или полет.

Норепинефрин или норепинефрин

Норепинефрин или норепинефрин се синтезира и съхранява в постганглионни влакна на периферни симпатикови нерви. Това вещество се произвежда също в клетките на локусния корулеус, в клетъчна група, наречена А6.

Тези неврони се проектират към хипокампуса, амигдалата, таламуса и кората; съставляващ дорсалния норепинефриналния път. Изглежда, че този път участва в познавателни функции като внимание и памет.

Вентралният път, който се свързва с хипоталамуса, изглежда участва в вегетативни, невроендокринни и автономни функции.

Допаминът

От друга страна, допаминът може да възникне и от надбъбречната медула и периферните симпатикови нерви. Той обаче работи предимно като невротрансмитер в централната нервна система. По този начин се среща главно в две области на мозъчния ствол: substantia nigra и вентралната тегментална област.

По-конкретно, основните групи допаминергични клетки се намират във вентралната област на средния мозък, област, наречена „A9 клетъчна група“. Тази зона включва черното вещество. Те също са разположени в клетъчната група A10 (вентрална тегментална област).

A9 невроните проектират своите влакна към каудатното ядро ​​и към putamen, образувайки нигростриалния път. Това е от съществено значение за управлението на двигателя.

Докато невроните на A10 зоната преминават през ядрото на acumbens, амигдалата и префронталната кора, образувайки мезокортиколимбичния път. Това е от съществено значение за мотивацията, емоциите и формирането на спомени.

Освен това има и друга група допаминергични клетки в част от хипоталамуса, която се свързва с хипофизната жлеза, за да упражнява хормонални функции.

В областта на мозъчния ствол има и други ядра, които са свързани с адреналин, като зоните постми и солитарния тракт. За да бъде отделен адреналинът в кръвта обаче, е необходимо наличието на друг невротрансмитер, ацетилхолин.

пускане

За да се случи освобождаването на катехоламини, е необходимо предварително освобождаване на ацетилхолин. Това освобождаване може да възникне например, когато открием опасност. Ацетилхолинът инервира надбъбречната медула и произвежда серия от клетъчни събития.

Ацетилхолин молекулярна структура

Резултатът е секрецията на катехоламини в извънклетъчното пространство чрез процес, наречен екзоцитоза.

Как действат в тялото?

Има серия от рецептори, разпределени в цялото тяло, наречени адренергични рецептори. Тези рецептори се активират от катехоламините и са отговорни за голямо разнообразие от функции.

Обикновено, когато допамин, епинефрин или норепинефрин се свързват с тези рецептори; има реакция на бой или полет. Така сърдечната честота се увеличава, мускулното напрежение се увеличава и зениците се разширяват. Те също влияят на стомашно-чревната система.

Важно е да се отбележи, че катехоламините в кръвта, отделяни от надбъбречната медула, упражняват своето влияние върху периферните тъкани, но не и върху мозъка. Това е така, защото нервната система е разделена от кръвно-мозъчната бариера.

Има и специфични рецептори за допамин, които са от 5 вида. Те се намират в нервната система, особено в хипокампуса, ядрените акумени, мозъчната кора, амигдалата и substantia nigra.

Характеристика

Катехоламините могат да модулират много различни функции на тялото. Както бе споменато по-горе, те могат да циркулират в кръвта или да имат различни ефекти в мозъка (като невротрансмитери).

След това ще можете да знаете функциите, в които участват катехоламините:

Сърдечни функции

Чрез повишаване на нивата на адреналина (главно) се наблюдава увеличаване на контрактилната сила на сърцето. В допълнение, честотата на сърдечния ритъм се увеличава. Това причинява увеличаване на доставката на кислород.

Съдови функции

По принцип увеличението на катехоламините причинява вазоконстрикция, тоест свиване на кръвоносните съдове. Последствието е повишаване на кръвното налягане.

Стомашно-чревни функции

Изглежда, че епинефринът намалява подвижността и стомашния и чревния секрет. Както и свиване на сфинктерите. Адренергичните рецептори, участващи в тези функции, са a1, a2 и b2.

Уринарни функции

Епинефринът отпуска мускула на детрузора на пикочния мехур (така може да се съхранява повече урина). В същото време свива тригона и сфинктера, за да позволи задържане на урина.

Въпреки това, умерените дози допамин увеличават притока на кръв към бъбреците, упражнявайки диуретичен ефект.

Очни функции

Увеличаването на катехоламините също предизвиква дилатация на зениците (мидриаза). В допълнение към намаляване на вътреочното налягане.

Дихателни функции

Катехоламините изглежда увеличават дихателната честота. Освен това има мощни бронхиални релаксиращи ефекти. По този начин, той намалява бронхиалните секрети, упражнява бронходилататорно действие.

Функции в централната нервна система

В нервната система норепинефринът и допаминът повишават бдителността, вниманието, концентрацията и обработката на стимулите.

Кара ни да реагираме по-бързо на стимули и ни кара да се учим и помним по-добре. Те също така посредничат в чувствата на удоволствие и награда. Повишените нива на тези вещества обаче са свързани с тревожни проблеми.

Докато ниските нива на допамин изглежда влияят на появата на смущения в вниманието, затруднения в обучението и депресия.

Функции на двигателя

Допаминът е основният катехоламин, участващ в медиирането на контрола върху движенията. Отговорните области са substantia nigra и базалните ганглии (особено ядрото на каудатите).

Всъщност липсата на допамин в базалните ганглии е доказано като произход на болестта на Паркинсон.

стрес

Катехоламините са много важни за регулиране на стреса. Нивата на тези вещества са повишени, за да подготвим тялото ни да реагира на потенциално опасни стимули. Ето как изглеждат реакциите на бой или полет.

Действия върху имунната система

Доказано е, че стресът влияе на имунната система, като се медиира основно от адреналин и норепинефрин. Когато сме изложени на стрес, надбъбречната жлеза отделя адреналин, докато нервната система отделя норепинефрин. Това инервира органите, участващи в имунната система.

Много продължителното повишаване на катехоламините води до хроничен стрес и отслабване на имунната система.

Анализ на катехоламини в урината и кръвта

Тялото разгражда катехоламините и ги отделя с урината. Следователно, чрез анализ на урината, може да се наблюдава количеството на катехоламини, отделяни за период от 24 часа. Този тест може да се направи и чрез кръвен тест.

Този тест обикновено се прави за диагностициране на тумори в надбъбречните жлези (феохромоцитом). Тумор в тази област би причинил отделянето на твърде много катехоламини. Какво би се отразило в симптоми като хипертония, прекомерно изпотяване, главоболие, тахикардия и тремор.

Високите нива на катехоламини в урината също могат да проявят всякакъв вид прекомерен стрес, като инфекции в цялото тяло, операции или травматични наранявания.

Въпреки че тези нива могат да бъдат променени, ако са приемали лекарства за кръвно налягане, антидепресанти, наркотици или кофеин. В допълнение, настинката може да увеличи нивата на катехоламини в анализа.

Въпреки това, ниските стойности могат да показват диабет или промени в дейността на нервната система.

Препратки

1. Brandan, NC, Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, DAN, & Rodríguez, AN (2010). Надбъбречни катехоламинови хормони. Катедра по биохимия Медицински факултет.,
2. Катехоламин. (SF). Произведено на 2 януари 2017 г. от Wikipedia.org.
3. Катехоламин. (21 от 12 от 2009 г.). Получено от Encyclopædia Britannica.
4. Катехоламини в кръвта. (SF). Получено на 2 януари 2017 г. от WebMD.
5. Катехоламини в урината. (SF). Получено на 2 януари 2017 г. от WebMD.
6. Carlson, NR (2006). Физиология на поведението 8-и изд. Мадрид: Pearson. pp: 117-120.
7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Стрес и имунната система. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.