Поділитися:
Синтез, вивільнення та функції катехоламінів
The катехоламіни (СА) або амінохормони є всі ті речовини, які містять у своїй структурі катехольную групу і бічний ланцюг з аміногрупою. Вони можуть працювати в нашому організмі як гормони або нейротрансмітери.
Катехоламіни є класом моноамінів, які синтезуються з тирозину. Основними з них є допамін, адреналін і норадреналін.
Вони складаються з дуже важливих нейротрансмітерів в нашому організмі і виконують численні функції. Вони беруть участь як в нервових, так і в ендокринних механізмах.
Деякі з функцій центральної нервової системи, які контролюють, є рух, пізнання, емоції, навчання і пам'ять.
Катехоламіни відіграють фундаментальну роль в стресових відповідях. Таким чином, вивільнення цих речовин зростає, коли ви відчуваєте фізичний або емоційний стрес.
На клітинному рівні ці речовини модулюють нейрональну активність, відкриваючи або закриваючи іонні канали відповідно до залучених рецепторів (Nicoll et al., 1990)..
Рівні катехоламіну можна спостерігати за допомогою аналізів крові та сечі. Насправді, катехоламіни пов'язані приблизно з 50% білків у крові.
Зміни в нейротрансмісії катехоламінів, очевидно, пояснюють певні неврологічні та нейропсихічні розлади. Наприклад, депресія пов'язана з низьким рівнем цих речовин, на відміну від тривоги. З іншого боку, здається, що допамін відіграє важливу роль у таких хворобах, як хвороба Паркінсона і шизофренія.
Біосинтез катехоламінів
Катехоламіни є похідними від тирозину, амінокислоти, що утворює білки. Він може бути отриманий безпосередньо з раціону (як екзогенний джерело) або синтезований в печінці з фенілаланіну (ендогенного джерела).
Фенілаланін є незамінною амінокислотою для людини. Вона отримується за допомогою дієти, хоча вони також присутні в деяких психоактивних речовинах.
Щоб мати адекватний рівень катехоламінів, важливо споживати продукти, багаті фенилаланином, такі як червоне м'ясо, яйця, рибу, молочні продукти, нут, сочевицю, горіхи тощо..
Він також міститься в аспартамі, підсолоджувачі, широко застосовується в безалкогольних напоях і дієтичних продуктах. Що стосується тирозину, то його можна знайти в сирі.
Для утворення катехоламінів тирозин повинен бути синтезований гормоном, який називається гідроксилазою тирозину. Після гідроксилювання L-DOPA (L-3,4-дигідроксифенілаланін) отримують.
Потім DOPA проходить через процес декарбоксилювання через фермент DOPA декарбоксилазу, що продукує допамін..
З дофаміну і завдяки бета-гідроксильованому дофаміну досягається норадреналін (також званий норадреналін)..
Адреналін утворюється в мозку надниркових залоз, які розташовані на нирках. Вона виникає внаслідок норадреналіну. Адреналін виникає при синтезі норадреналіну ферментом фенілетаноламін N-метилтрансфераза (ПНМТ). Цей фермент виявляється тільки в клітинах мозкової речовини надниркових залоз.
З іншого боку, інгібування синтезу катехоламіну здійснюється дією AMPT (альфа-метил-п-тирозин). Це відповідає за інгібування ферменту тирозин гідроксилази.
Де виробляються катехоламіни?
Як зазначалося, основні катехоламіни походять з надниркових залоз. Конкретно в мозковій речовині надниркових залоз цих залоз. Вони виробляються завдяки клітинам, які називаються хромафінами. У цьому місці адреналін виділяється на 80%, а норадреналін у решти 20%.
Ці дві речовини діють як симпатоміметичні гормони. Тобто вони імітують ефекти гіперактивності в симпатичній нервовій системі. Таким чином, коли ці речовини вивільняються в кров, спостерігається підвищення артеріального тиску, збільшення скорочення м'язів і підвищення рівня глюкози. А також прискорення серцевого ритму і дихання.
З цієї причини катехоламіни є важливими для підготовки стресових, бойових або польотних відповідей.
Норадреналін або норадреналін синтезується і зберігається в постгангліонарних волокнах периферичних симпатичних нервів. Ця речовина також продукується в клітинах локусу coeruleus, в наборі клітин називається A6.
Ці нейрони проектуються на гіпокампу, мигдалину, таламус і кору; що становить дорсальний норепінефрінгіческій шлях. Цей шлях, здається, бере участь у таких когнітивних функціях, як увага і пам'ять.
Вентральний шлях, який з'єднується з гіпоталамусом, здається, бере участь у вегетативних, нейроендокринних і вегетативних функціях.
З іншого боку, допамін також може виникати з мозкової речовини наднирників і периферичних симпатичних нервів. Однак він працює переважно як нейромедіатор центральної нервової системи. Таким чином воно відбувається в основному в двох областях стовбура мозку: субстанція нігра і вентральна тегментальна область.
Зокрема, основні групи дофамінергічних клітин знаходяться в вентральній області середнього мозку, що називається "групою клітин А9". Ця зона включає субстанцію nigra. Вони також знаходяться в групі клітин A10 (вентральна область).
Нейрони А9 проектують свої волокна до хвостатого ядра і путамена, утворюючи нігрострітальний шлях. Це є фундаментальним для управління двигуном.
У той час як нейрони зони А10 проходять через ядро акумбензи, мигдалину і префронтальную кору, утворюючи мезокортиколімбічний шлях. Це важливо в мотивації, емоціях і формуванні спогадів.
Крім того, існує ще одна група дофамінергічних клітин у частині гіпоталамуса, яка з'єднується з гіпофізом для здійснення гормональних функцій.
Існують також інші ядра в області стовбура головного мозку, які пов'язані з адреналіном, такі як область постреми і солітарний тракт. Однак для вивільнення адреналіну в крові необхідна наявність іншого нейромедіатора - ацетилхоліну..
Вивільнення катехоламінів
Для вивільнення катехоламінів необхідно попереднє вивільнення ацетилхоліну. Цей випуск може статися, наприклад, коли ми виявляємо небезпеку. Ацетилхолін надає мозковій речовині надниркових залоз і виробляє серію клітинних подій
Результатом є секреція катехоламінів до позаклітинного простору процесом, який називається екзоцитозом..
Як вони діють в організмі?
Існує ряд рецепторів, розподілених по всьому тілу, званих адренергічними рецепторами. Ці рецептори активуються за допомогою катехоламінів і відповідають за широкий спектр функцій.
Зазвичай, коли допамін, адреналін або норадреналін зв'язуються з цими рецепторами; відбувається реакція на втечу або боротьбу. Таким чином, збільшується частота серцевих скорочень, напруження м'язів і з'являється розширення зіниць. Вони також впливають на шлунково-кишкову систему.
Важливо відзначити, що катехоламіни в крові, що вивільняють мозкову речовину надниркових залоз, впливають на периферичні тканини, але не на мозок. Це відбувається тому, що нервова система відокремлена гематоенцефалічним бар'єром.
Існують також специфічні рецептори дофаміну, які складаються з 5 типів. Вони зустрічаються в нервовій системі, особливо в гіпокампі, ядрі акумбенз, корі головного мозку, мигдалині і субстанції..
Функції
Катехоламіни можуть модулювати дуже різноманітні функції організму. Як згадувалося раніше, вони можуть циркулювати через кров або надавати різні ефекти на мозок (такі як нейротрансмітери).
Далі можна дізнатися про функції, в яких беруть участь катехоламіни:
Серцеві функції
Завдяки збільшенню рівня адреналіну (головним чином) спостерігається збільшення скоротливої сили серця. Крім того, частота ударів збільшується. Це викликає збільшення постачання кисню.
Судинні функції
Як правило, збільшення катехоламінів викликає звуження судин, тобто скорочення кровоносних судин. Наслідком цього є підвищення артеріального тиску.
Функції шлунково-кишкового тракту
Адреналін, здається, знижує моторику шлунка і кишечника і виділення. А також скорочення сфінктера. Адренергічні рецептори, що беруть участь у цих функціях, є a1, a2 і b2.
Сечові функції
Адреналін розслабляє м'язи сечового міхура (так що можна зберігати більше сечі). У той же час він утримує тригон і сфінктер, щоб забезпечити утримання сечі.
Однак помірні дози дофаміну збільшують приплив крові до нирок, надаючи діуретичний ефект.
Очні функції
Збільшення катехоламінів також призводить до розширення зіниці (мідриаз). Крім зниження внутрішньоочного тиску.
Дихальні функції
Катехоламіни збільшують частоту дихання. Крім того, він володіє потужними ефектами розслаблення бронхів. Таким чином, він зменшує бронхіальний секрет, який надає бронхолітичну дію.
Функції в центральній нервовій системі
У нервовій системі норадреналін і дофамін підвищують вилінг, увагу, концентрацію і стимулюючу обробку.
Це змушує нас швидше реагувати на стимули і краще вчитися і запам'ятовувати. Вони також опосередковують відчуття задоволення і винагороди. Однак підвищений рівень цих речовин пов'язаний з проблемами тривоги.
У той час як низький рівень дофаміну впливає на появу змін увага, труднощів у навчанні та депресії.
Функції двигуна
Допамін є основним катехоламіном, який бере участь у опосередкуванні контролю рухів. Відповідальні райони - substantia nigra і базальні ганглії (особливо хвостатого ядра).
Фактично, відсутність дофаміну в базальних гангліях, як було показано, є джерелом хвороби Паркінсона.
Стрес
Катехоламіни дуже важливі в регуляції стресу. Рівні цих речовин піднімаються для підготовки нашого організму до реагування на потенційно небезпечні стимули. Так з'являються відповіді на боротьбу або на політ.
Дії на імунну систему
Показано, що стрес впливає на імунну систему, опосередковується головним чином адреналіном і норадреналіном. Коли ми піддаються впливу стресу, надниркова залоза виділяє адреналін, в той час як норадреналін виділяється в нервову систему. Це іннервує органи, залучені до імунної системи.
Збільшення катехоламінів дуже тривалим способом призводить до хронічного стресу і ослаблення імунної системи.
Аналіз катехоламінів в сечі і крові
Організм розщеплює катехоламіни і виділяє їх через сечу. Таким чином, за допомогою аналізу сечі може спостерігатися кількість катехоламінів, що виділяються протягом 24-годинного періоду. Цей тест також можна провести через аналіз крові.
Цей тест зазвичай виконують для діагностики пухлин надниркових залоз (феохромоцитоми). Пухлина в цій області викличе надто багато катехоламінів. Що буде відбиватися на таких симптомах, як гіпертонія, надмірна пітливість, головні болі, тахікардія і тремор.
Високі рівні катехоламінів у сечі також можуть проявляти будь-який тип надмірного стресу, наприклад, інфекції по всьому тілу, операції або травматичні ушкодження..
Хоча ці рівні можуть бути змінені, якщо ліки були прийняті для артеріального тиску, антидепресантів, ліків або кофеїну. Крім того, провівши холод, можна підвищити рівень катехоламіну в аналізі.
Однак низькі значення можуть вказувати на діабет або зміни в діяльності нервової системи.
Список літератури
- Brandan, N.C., Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, D.A.N., & Rodríguez, A.N. (2010). Гормони надниркових катехоламінів. Кафедра біохімії медичного факультету. [доступ: 02 січня 2017].
- Катехоламін (s.f.). Отримано 2 січня 2017 року, з Wikipedia.org.
- Катехоламін (21 з 12 2009). Отримано з Encyclopædia Britannica.
- Катехоламіни в крові. (s.f.). Отримано 2 січня 2017 року з WebMD.
- Катехоламіни в сечі. (s.f.). Отримано 2 січня 2017 року з WebMD.
- Карлсон, Н.Р. (2006). Фізіологія поведінки 8 р. Мадрид: Пірсон. pp: 117-120.
- Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Стрес і імунна система. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.
- Kobayashi, K. (2001). Роль сигналізації катехоламіну в функціях мозку і нервової системи: нові уявлення про молекулярно-генетичне дослідження миші. У Journal of Investigative Dermatology Proceedings (Vol. 6, No. 1, pp. 115-121). Nature Publishing Group.
- Nicoll, RA, Malenka, RC, і Kauer, JA (1990). Функціональне порівняння підтипів рецепторів нейромедіаторів в центральній нервовій системі ссавців. Physiol Rev. 70: 513-565.