Sinteza, oslobađanje i funkcije kateholamina



kateholamina (CA) ili aminohormoni su sve one tvari koje u svojoj strukturi sadrže katehol skupinu i bočni lanac s amino skupinom. Mogu raditi u našem tijelu kao hormoni ili neurotransmiteri.

Katekolamini su klasa monoamina koji se sintetiziraju iz tirozina. Glavni su dopamin, adrenalin i noradrenalin.

Sastoje se od vrlo važnih neurotransmitera u našem tijelu i ostvaruju višestruke funkcije. Oni sudjeluju u neuralnim i endokrinim mehanizmima.

Neke od funkcija središnjeg živčanog sustava koje kontroliraju su kretanje, spoznaja, emocije, učenje i pamćenje.

Katekolamini imaju temeljnu ulogu u odgovorima na stres. Na taj se način oslobađanje tih tvari povećava kada osjetite fizički ili emocionalni stres.

Na staničnoj razini, te tvari moduliraju neuronsku aktivnost otvaranjem ili zatvaranjem ionskih kanala u skladu s uključenim receptorima (Nicoll et al., 1990)..

Razine kateholamina mogu se promatrati kroz testove krvi i urina. Zapravo, kateholamini su vezani za oko 50% proteina u krvi.

Čini se da promjene u neurotransmisiji kateholamina objašnjavaju određene neurološke i neuropsihijatrijske poremećaje. Na primjer, depresija je povezana s niskim razinama tih tvari, za razliku od tjeskobe. S druge strane, čini se da dopamin igra ključnu ulogu u bolestima kao što su Parkinsonova i shizofrenija.

Biosinteza kateholamina

Katekolamini su izvedeni iz tirozina, aminokiseline koja čini proteine. Može se izvesti izravno iz prehrane (kao egzogeni izvor) ili se sintetizira u jetri iz fenilalanina (endogeni izvor).

Fenilalanin je esencijalna aminokiselina za ljude. Dobiva se putem prehrane, iako je prisutna iu nekim psihoaktivnim tvarima.

Da bi imali adekvatnu razinu kateholamina, važno je konzumirati hranu bogatu fenilalaninom kao što su crveno meso, jaja, riba, mliječni proizvodi, slanutak, leća, orašasti plodovi itd..

Također se nalazi u aspartamu, zaslađivaču koji se široko koristi u bezalkoholnim pićima i dijetetskim proizvodima. Što se tirozina tiče, može se naći u siru.

Za stvaranje kateholamina, tirozin mora biti sintetiziran hormonom koji se naziva tirozin hidroksilaza. Jednom kad se hidroksilira, dobije se L-DOPA (L-3,4-dihidroksifenilalanin).

Tada DOPA prolazi kroz proces dekarboksilacije kroz enzim DOPA dekarboksilazu, proizvodeći dopamin. 

Od dopamina i zahvaljujući beta-hidroksiliranom dopaminu postiže se noradrenalin (koji se naziva i norepinefrin)..

Adrenalin se formira u srži nadbubrežnih žlijezda, koje se nalaze na bubrezima. Nastaje iz noradrenalina. Adrenalin nastaje kada se noradrenalin sintetizira enzimom feniletanolamin N-metiltransferaze (PNMT). Ovaj se enzim nalazi samo u stanicama adrenalne medule.

S druge strane, inhibicija sinteze kateholamina se proizvodi djelovanjem AMPT (alfa metil-p-tirozin). To je odgovorno za inhibiciju enzima tirozin hidroksilaze.

Gdje se proizvode kateholamini?

Kao što je navedeno, glavni kateholamini potječu iz nadbubrežnih žlijezda. Konkretno u nadbubrežnoj meduli ove žlijezde. Proizvode se zahvaljujući stanicama koje se nazivaju chromaffins. Na tom mjestu se adrenalin izlučuje 80%, a noradrenalin u preostalih 20%.

Ove dvije tvari djeluju kao simpatomimetički hormoni. To jest, oni simuliraju učinke hiperaktivnosti u simpatičkom živčanom sustavu. Stoga, kada se te tvari ispuštaju u krvotok, dolazi do povećanja krvnog tlaka, povećane kontrakcije mišića i povećane razine glukoze. Kao i ubrzanje otkucaja srca i disanja.

Iz tog razloga, kateholamini su neophodni za pripremu odgovora na stres, borbu ili bijeg.

Norepinefrin ili norepinefrin sintetizirani su i pohranjeni u postganglionskim vlaknima perifernih simpatičkih živaca. Ova tvar se također proizvodi u stanicama lokusa coeruleus, u staničnom skupu zvanom A6.

Ti se neuroni razvijaju u hipokampus, amigdalu, talamus i korteks; koji čine dorzalni norepinefrinegični put. Čini se da je ovaj put uključen u kognitivne funkcije kao što su pažnja i pamćenje.

Ventralni put, koji se povezuje s hipotalamusom, čini se da sudjeluje u vegetativnim, neuroendokrinim i autonomnim funkcijama.

S druge strane, dopamin se također može pojaviti iz nadbubrežne medule i perifernih simpatičkih živaca. Međutim, djeluje uglavnom kao neurotransmiter središnjeg živčanog sustava. Na taj se način pojavljuje uglavnom u dva područja moždane stabljike: supstance nigra i ventralnom tegmentalnom području.

Konkretno, glavne skupine dopaminergičnih stanica nalaze se u ventralnom području srednjeg mozga, području koje se naziva "skupina A9 stanica". Ova zona uključuje supstanciju nigru. Oni su također smješteni u skupinu stanica A10 (ventralno tegmentalno područje).

Neuroni A9 projiciraju svoja vlakna u nukleus caudate i putamen, formirajući nigrostriatalni put. To je temeljno za kontrolu motora.

Dok neuroni zone A10 prolaze kroz jezgru akumbensa, amigdalu i prefrontalni korteks, formirajući mezokortikolimbički put. To je bitno u motivaciji, emocijama i stvaranju sjećanja.

Osim toga, postoji još jedna skupina dopaminergičnih stanica u dijelu hipotalamusa, koji se povezuje s hipofizom radi vršenja hormonskih funkcija..

Postoje i druge jezgre u području moždanog debla koje su povezane s adrenalinom, kao što su područje postreme i solitarni trakt. Međutim, da bi se oslobodio adrenalin u krvi, potrebna je prisutnost drugog neurotransmitera, acetilkolina.. 

Otpuštanje kateholamina

Za oslobađanje kateholamina potrebno je prethodno otpuštanje acetilkolina. Ovo se oslobađanje može dogoditi, na primjer, kada otkrijemo opasnost. Acetilkolin isporučuje nadbubrežnu medulu i proizvodi niz staničnih događaja

Rezultat je izlučivanje kateholamina u izvanstanični prostor procesom koji se naziva egzocitoza..

Kako djeluju u tijelu?

Postoji niz receptora raspodijeljenih po cijelom tijelu zvanih adrenergijski receptori. Ovi receptori se aktiviraju kateholaminima i odgovorni su za širok raspon funkcija.

Obično, kada se dopamin, adrenalin ili noradrenalin vežu za ove receptore; dolazi do reakcije bijega ili borbe. Tako se povećava broj otkucaja srca, napetost mišića i pojavljuje se dilatacija učenika. Oni također utječu na gastrointestinalni sustav.

Važno je napomenuti da kateholamini u krvi koji oslobađaju adrenalnu medulu ispoljavaju svoje učinke na periferna tkiva, ali ne u mozgu. To je zato što je živčani sustav odvojen krvno-moždanom barijerom.

Postoje i specifični receptori za dopamin, koji su od 5 vrsta. Oni se nalaze u živčanom sustavu, osobito u hipokampusu, jezgri akumbensa, moždane kore, amigdale i supstance nigre..

funkcije

Katekolamini mogu modulirati vrlo različite funkcije organizma. Kao što je ranije spomenuto, mogu cirkulirati kroz krv ili vršiti različite učinke na mozak (kao što su neurotransmiteri).

Zatim možete naučiti o funkcijama u kojima sudjeluju kateholamini:

Srčane funkcije

Povećanjem razine adrenalina (uglavnom) dolazi do povećanja kontraktilne sile srca. Osim toga, učestalost otkucaja se povećava. To uzrokuje povećanje opskrbe kisikom.

Vaskularne funkcije

Općenito povećanje kateholamina uzrokuje vazokonstrikciju, odnosno kontrakciju krvnih žila. Posljedica je povećanje krvnog tlaka.

Gastrointestinalne funkcije

Čini se da adrenalin smanjuje motilitet želuca i crijeva i izlučevine. Kao i sfinkterna kontrakcija. Adrenergički receptori uključeni u ove funkcije su a1, a2 i b2.

Urinarne funkcije

Adrenalin opušta mišić detruzora mokraćnog mjehura (tako da se može pohraniti više urina). U isto vrijeme se smanjuje trigon i sfinkter kako bi se omogućilo zadržavanje urina.

Međutim, umjerene doze dopamina povećavaju dotok krvi u bubrege, djelujući diuretski.

Očne funkcije

Povećanje kateholamina također proizvodi dilataciju zjenice (mydriasis). Osim smanjenja intraokularnog tlaka.

Dišne funkcije

Čini se da kateholamini povećavaju stopu disanja. Osim toga, ima snažne učinke opuštanja bronha. Time se smanjuje bronhijalni sekret koji djeluje na bronhodilatator.

Funkcije u središnjem živčanom sustavu

U živčanom sustavu, noradrenalin i dopamin povećavaju iskrenost, pažnju, koncentraciju i obradu podražaja.

Zbog toga brže reagiramo na podražaje i bolje učimo i pamtimo. Oni također posreduju u osjećajima užitka i nagrade. Međutim, povišene razine tih tvari povezane su s problemima anksioznosti. 

Iako izgleda da niska razina dopamina utječe na pojavu promjena u pažnji, poteškoćama u učenju i depresiji.

Funkcije motora

Dopamin je glavni kateholamin koji sudjeluje u posredovanju u kontroli pokreta. Odgovorna područja su substantia nigra i bazalni gangliji (posebice kaudatna jezgra).

Zapravo, pokazalo se da izostanak dopamina u bazalnim ganglijima potječe od Parkinsonove bolesti.

stres

Katekolamini su vrlo važni u regulaciji stresa. Razine tih tvari su podignute kako bi pripremile naše tijelo da reagira na potencijalno opasne podražaje. Tako se pojavljuju borbeni ili letački odgovori.

Djelovanje na imunološki sustav

Pokazalo se da stres utječe na imunološki sustav, posredovan uglavnom adrenalinom i noradrenalinom. Kada smo izloženi stresu, nadbubrežna žlijezda ispušta adrenalin, dok se noradrenalin izlučuje u živčani sustav. To inervira organe uključene u imunološki sustav.

Povećanje kateholamina na vrlo dugotrajan način uzrokuje kronični stres i slabljenje imunološkog sustava.

Analiza kateholamina u mokraći i krvi

Organizam razgrađuje kateholamine i izlučuje ih kroz urin. Stoga se tijekom analize mokraće može uočiti količina kateholamina koja se izlučuje u 24-satnom razdoblju. Ovaj se test može provesti i kroz test krvi.

Ovaj se test obično izvodi za dijagnosticiranje tumora u nadbubrežnim žlijezdama (feokromocitom). Tumor na ovom području uzrokovao bi otpuštanje previše kateholamina. Što bi se odrazilo na simptome kao što su hipertenzija, prekomjerno znojenje, glavobolje, tahikardija i tremor.

Visoke razine kateholamina u mokraći mogu također pokazati bilo koju vrstu prekomjernog stresa, kao što su infekcije kroz tijelo, operacije ili traumatske ozljede..

Iako se te razine mogu promijeniti ako se uzimaju lijekovi za krvni tlak, antidepresive, lijekove ili kofein. Osim toga, nakon provedene hladnoće može se povećati razina kateholamina u analizi.

Međutim, niske vrijednosti mogu ukazivati ​​na dijabetes ili promjene u aktivnosti živčanog sustava.

reference

  1. Brandan, N.C., Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, D.A. N., & Rodríguez, A.N. (2010). Nadbubrežni hormoni kateholamina. Katedra za biokemiju Medicinskog fakulteta. [pristup: 2. siječnja 2017.]. 
  2. Kateholamina. (N. D.). Preuzeto 2. siječnja 2017. s Wikipedia.org.
  3. Kateholamina. (21 od 12 od 2009). Preuzeto iz enciklopedije Britannica.
  4. Katekolamini u krvi. (N. D.). Preuzeto 2. siječnja 2017. iz WebMD-a.
  5. Katekolamini u urinu. (N. D.). Preuzeto 2. siječnja 2017. iz WebMD-a.
  6. Carlson, N.R. (2006). Fiziologija ponašanja 8. Ed Madrid: Pearson. pp: 117-120.
  7. Gómez-González, B., i Escobar, A. (2006). Stres i imunološki sustav. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.
  8. Kobayashi, K. (2001). Uloga signaliziranja kateholamina u funkcijama mozga i živčanog sustava: nova saznanja iz molekularno-genetičke studije u mišu. U Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings (Vol. 6, No. 1, str. 115-121). Nature Publishing Group.
  9. Nicoll, RA, Malenka, RC, i Kauer, JA (1990). Funkcionalna usporedba podtipova neurotransmiterskih receptora u središnjem živčanom sustavu sisavaca. Physiol Rev. 70: 513-565.