Katehhoolamiinide süntees, vabastamine ja funktsioonid



The katehhoolamiinid (CA) või aminohormonid on need ained, mis sisaldavad oma struktuuris katehhoolrühma ja aminorühmaga külgahelat. Nad võivad meie kehas töötada hormoonidena või neurotransmitteritena.

Katehhoolamiinid on monoamiinide klass, mis sünteesitakse türosiinist. Peamised neist on dopamiin, adrenaliin ja noradrenaliin.

Need koosnevad väga tähtsatest neurotransmitteritest meie kehas ja avaldavad mitmeid funktsioone. Nad osalevad nii närvi- kui ka sisesekretsioonimehhanismides.

Mõned kesknärvisüsteemi funktsioonid, mis kontrollivad liikumist, tunnetust, emotsioone, õppimist ja mälu.

Katehhoolamiinidel on stressireaktsioonides oluline roll. Sel viisil suureneb nende ainete vabanemine, kui teil tekib füüsiline või emotsionaalne stress.

Rakkude tasandil moduleerivad need ained neuronaalset aktiivsust, avades või sulgedes ioonikanaleid vastavalt kaasatud retseptoritele (Nicoll et al., 1990).

Katehhoolamiini tasemeid võib jälgida vere- ja uriinianalüüside abil. Tegelikult on katehhoolamiinid seotud umbes 50% -ga vere valkudest.

Katehhoolamiinide neurotransmissiooni muutused näivad selgitavat teatud neuroloogilisi ja neuropsühhiaatrilisi häireid. Näiteks on depressioon seotud nende ainete madala tasemega, mitte ärevusega. Teisalt tundub, et dopamiin mängib olulist rolli sellistes haigustes nagu Parkinsoni tõbi ja skisofreenia.

Katehhoolamiinide biosüntees

Katehhoolamiinid pärinevad türosiinist, aminohappest, mis moodustab valke. Seda võib tuletada otse toidust (eksogeense allikana) või sünteesida maksas fenüülalaniinist (endogeenne allikas)..

Fenüülalaniin on inimestele oluline aminohape. See saadakse toitumise kaudu, kuigi nad on ka mõnedes psühhoaktiivsetes ainetes.

Katehhoolamiinide piisava taseme saavutamiseks on oluline tarbida fenüülalaniinirikkaid toite, nagu punane liha, munad, kala, piimatooted, kikerherned, läätsed, pähklid jne..

Samuti leidub seda aspartaam, magusaine, mida kasutatakse laialdaselt karastusjookide ja dieettoodete puhul. Nagu türosiini, võib seda leida juustust.

Et katehhoolamiinid moodustuksid, tuleb türosiini sünteesida türosiini hüdroksülaasi nimetusega hormoon. Pärast hüdroksüülimist saadakse L-DOPA (L-3,4-dihüdroksüfenüülalaniin).

Seejärel läheb DOPA läbi DOPA dekarboksülaasi ensüümi dekarboksüülimise protsessi, mis toodab dopamiini.. 

Dopamiinist ja tänu beeta-hüdroksüülitud dopamiinile saavutatakse noradrenaliin (mida nimetatakse ka noradrenaliiniks)..

Adrenaliin moodustub neerudes paiknevate neerupealiste luuüdi. See tekib noradrenaliinist. Adrenaliin tekib siis, kui noradrenaliini sünteesib ensüüm fenüületanoolamiin N-metüültransferaas (PNMT). Seda ensüümi leidub ainult neerupealise rakkude rakkudes.

Teisest küljest toodetakse katehhoolamiini sünteesi pärssimist AMPT (alfa-metüül-p-türosiin) toimel. See vastutab türosiini hüdroksülaasi ensüümi inhibeerimise eest.

Katehhoolamiinide tootmisel?

Nagu märgitud, on peamised katehhoolamiinid pärit neerupealistest. Täpsemalt neerupealiste neerudes. Neid toodetakse tänu rakkudele, mida nimetatakse kromafiinideks. Selles kohas eritub adrenaliin 80% ja ülejäänud 20% noradrenaliin..

Need kaks ainet toimivad sümpatomimeetiliste hormoonidena. See tähendab, et nad simuleerivad hüperaktiivsuse mõju sümpaatilisele närvisüsteemile. Seega, kui need ained vabanevad vereringesse, tekib vererõhu tõus, suurenenud lihaste kontraktsioon ja suurenenud glükoosisisaldus. Lisaks südame löögisageduse kiirenemisele ja hingamisele.

Sel põhjusel on katehhoolamiinid hädavajalikud stressi, võitluse või lennu reageerimise ettevalmistamiseks.

Norepinefriin või norepinefriin sünteesitakse ja säilitatakse perifeersete sümpaatiliste närvide postganglionsetes kiududes. Seda ainet toodetakse ka lookus coeruleuse rakkudes rakus, mida nimetatakse A6.

Need neuronid projektivad hippokampusse, amygdala, talamusse ja ajukooresse; moodustab dorsaalse norepinephrinegic raja. See rada näib olevat seotud kognitiivsete funktsioonidega nagu tähelepanu ja mälu.

Verejooks, mis ühendub hüpotalamusega, näib osalevat vegetatiivsetes, neuroendokriinsetes ja autonoomsetes funktsioonides.

Teisest küljest võib dopamiin tekkida ka neerupealiste ja perifeersete sümptomaatiliste närvide poolt. Siiski toimib see peamiselt kesknärvisüsteemi neurotransmitterina. Sel viisil esineb see peamiselt aju varre kahes piirkonnas: substra nigra ja ventral tegmental area.

Täpsemalt leitakse dopamiinergiliste rakkude peamised rühmad keskjõu ventraalses piirkonnas, mida nimetatakse "A9-rakkude rühmaks". See tsoon hõlmab materia nigra. Need asuvad ka rakurühmas A10 (ventral tegmental area)..

A9 neuronid projekteerivad oma kiudud caudate tuuma ja putameni, moodustades nigrostriaalse tee. See on mootori juhtimise jaoks oluline.

Kui tsooni A10 neuronid läbivad accumbensi tuuma, amygdala ja prefrontaalset ajukoort, moodustavad mesokortikolimbilise rada. See on oluline motivatsiooni, emotsioonide ja mälestuste moodustumise seisukohalt.

Lisaks on hüpotalamuse osas veel üks dopamiinergiliste rakkude rühm, mis ühendab hüpofüüsi, et avaldada hormonaalseid funktsioone..

Ajujõu piirkonnas on ka teisi tuumasid, mis on seotud adrenaliiniga, nagu postrema piirkond ja üksildane trakt. Kuid selleks, et vabastada adrenaliin veres, on vajalik teise neurotransmitteri, atsetüülkoliini, olemasolu.. 

Katehhoolamiinide vabanemine

Katehhoolamiinide vabanemiseks on vajalik atsetüülkoliini eelnev vabanemine. See vabanemine võib toimuda näiteks siis, kui avastame ohu. Atsetüülkoliin varustab neerupealise mulla ja toodab mitmeid rakulisi sündmusi

Tulemuseks on katehhoolamiinide eritumine rakuvälisesse ruumi, mida nimetatakse eksotsütoosiks..

Kuidas nad organismis toimivad?

Kogu organismis on mitmeid retseptoreid, mida nimetatakse adrenergilisteks retseptoriteks. Need retseptorid aktiveeritakse katehhoolamiinidega ja vastutavad mitmesuguste funktsioonide eest.

Tavaliselt, kui dopamiin, adrenaliin või noradrenaliin seonduvad nende retseptoritega; tekib põgenemis- või võitlusreaktsioon. Seega suurendab südame löögisagedust, lihaspingeid ja tundub õpilaste laienemist. Samuti mõjutavad nad seedetrakti.

Oluline on märkida, et veres olevad katehhoolamiinid, mis vabastavad neerupealise mulla, avaldavad mõju perifeersetele kudedele, kuid mitte ajus. Seda seetõttu, et närvisüsteem on eraldatud vere-aju barjääri poolt.

Samuti on spetsiifilised dopamiini retseptorid, mis on 5 tüüpi. Neid leidub närvisüsteemis, eriti hippokampuses, accumbensi tuumas, ajukoores, amygdalas ja substia nigras..

Funktsioonid

Katehhoolamiinid võivad moduleerida organismi väga erinevaid funktsioone. Nagu eespool mainitud, võivad nad veres ringleda või avaldada ajus erinevaid toimeid (nagu neurotransmitterid)..

Seejärel saate teada funktsioonidest, milles katehhoolamiinid osalevad:

Südame funktsioonid

Adrenaliini taseme (peamiselt) suurenemise tõttu suureneb südame kontraktiilne jõud. Lisaks suureneb löögi sagedus. See põhjustab hapnikusisalduse suurenemist.

Vaskulaarsed funktsioonid

Üldiselt põhjustab katehhoolamiinide suurenemine vasokonstriktsiooni, st veresoonte kokkutõmbumist. Selle tagajärjeks on vererõhu tõus.

Seedetrakti funktsioonid

Adrenaliin näib vähendavat mao ja soole motoorikat ja sekretsioone. Samuti sulgurlihase kokkutõmbumine. Nendes funktsioonides osalevad adrenergilised retseptorid on a1, a2 ja b2.

Kusete funktsioonid

Adrenaliin lõdvestab põie detruusori lihast (nii et saab säilitada rohkem uriini). Samal ajal sõlmib see trigooni ja sfinkteriga uriinipeetuse.

Kuid mõõdukad dopamiini annused suurendavad verevoolu neerudesse, avaldades diureetilist toimet.

Silmafunktsioonid

Katehhoolamiinide suurenemine tekitab ka õpilaste laienemist (müdriaas). Lisaks silmasisese rõhu langusele.

Hingamisteede funktsioonid

Katehhoolamiinid tunduvad suurendavat hingamissagedust. Lisaks on sellel tugev bronhiaalne lõõgastav toime. Seega vähendab see bronhide eritumist, mis avaldab bronhodilaatorit.

Funktsioonid kesknärvisüsteemis

Närvisüsteemis suurendavad noradrenaliin ja dopamiin viljakust, tähelepanu, kontsentratsiooni ja stimulatsiooni töötlemist.

See paneb meid reageerima kiiremini stiimulitele ja õppima ning mäletama paremini. Nad vahendavad ka rõõmu ja tasu tundeid. Siiski on nende ainete kõrgenenud tasemeid seostatud ärevushäiretega. 

Kuigi dopamiini madal tase näib mõjutavat tähelepanu muutuste ilmnemist, õpiraskusi ja depressiooni.

Mootori funktsioonid

Dopamiin on peamine katehhoolamiin, mis on seotud liikumise kontrolli vahendamisega. Vastutavad alad on materia nigra ja basaalganglionid (eriti caudate tuum)..

Tegelikult on näidatud, et dopamiini puudumine basaalganglionides on Parkinsoni tõve päritolu.

Stress

Katehhoolamiinid on stressi reguleerimisel väga olulised. Nende ainete tasemed tõstetakse, et valmistada meie keha reageerima potentsiaalselt ohtlikele stiimulitele. Nii ilmuvad võitlus- või lennuvastused.

Meetmed immuunsüsteemi suhtes

On näidatud, et stress mõjutab immuunsüsteemi, mida vahendab peamiselt adrenaliin ja noradrenaliin. Kui me oleme stressiga kokku puutunud, vabastab neerupealised adrenaliini, samas kui noradrenaliin eritub närvisüsteemi. See innerveerib immuunsüsteemi kaasatud elundeid.

Katehhoolamiinide suurenemine väga pikal viisil põhjustab kroonilist stressi ja immuunsüsteemi nõrgenemist.

Katekolamiinide analüüs uriinis ja veres

Organism laguneb katehhoolamiinid ja eritub need uriini kaudu. Seega võib uriinianalüüsi abil jälgida 24 tunni jooksul sekreteeritavate katehhoolamiinide kogust. Seda testi saab teha ka vereanalüüsi abil.

See test tehakse tavaliselt kasvajate diagnoosimiseks neerupealistes (feokromotsütoom). Selles piirkonnas kasvaja tekitaks liiga palju katehhoolamiinide vabanemist. Mis kajastuks sellistes sümptomites nagu hüpertensioon, liigne higistamine, peavalu, tahhükardia ja treemor.

Katehhoolamiinide kõrge sisaldus uriinis võib ilmneda ka igasuguse ülemäärase stressi, näiteks kogu keha nakkuste, operatsioonide või traumaatiliste vigastuste puhul..

Kuigi neid tasemeid on võimalik vererõhu, antidepressantide, ravimite või kofeiini tarvitamise korral muuta. Lisaks võib külma kulutamisega kaasneva analüüsi käigus suurendada katehhoolamiini taset.

Kuid madalad väärtused võivad viidata diabeedile või närvisüsteemi aktiivsuse muutustele.

Viited

  1. Brandan, N. C., Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, D.A. N., ja Rodríguez, A. N. (2010). Neerupealiste katekolamiinhormoonid. Biokeemia arstiteaduskonna õppetool. [juurdepääs: 2. jaanuar 2017]. 
  2. Katehhoolamiin (s.f.). Välja otsitud 2. jaanuaril 2017, Wikipedia.org.
  3. Katehhoolamiin (21. 12. 12. 2009). Välja otsitud Encyclopædia Britannica'st.
  4. Katehhoolamiinid veres. (s.f.). Välja otsitud 2. jaanuaril 2017 veebisaidilt WebMD.
  5. Katehhoolamiinid uriinis. (s.f.). Välja otsitud 2. jaanuaril 2017 veebisaidilt WebMD.
  6. Carlson, N.R. (2006). Käitumise füsioloogia 8. ed. Madrid: Pearson. lk: 117-120.
  7. Gómez-González, B. ja Escobar, A. (2006). Stress ja immuunsüsteem. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.
  8. Kobayashi, K. (2001). Katehhoolamiini signaaliülekande roll aju- ja närvisüsteemi funktsioonides: uus arusaam hiire molekulaarse geneetika uuringust. Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings (Vol. 6, No. 1, lk 115-121). Nature Publishing Group.
  9. Nicoll, RA, Malenka, RC ja Kauer, JA (1990). Imetajate kesknärvisüsteemi neurotransmitterretseptorite alatüüpide funktsionaalne võrdlus. Physiol Rev .; 70: 513-565.