Синтез, освобождаване и функции на катехоламини

на катехоламини (СА) или аминохормони са всички тези вещества, които съдържат в тяхната структура катехолова група и странична верига с аминогрупа. Те могат да работят в нашето тяло като хормони или невротрансмитери.

Катехоламини са клас моноамини, които се синтезират от тирозин. Основните от тях са допамин, адреналин и норадреналин.

Те се състоят от много важни невротрансмитери в нашето тяло и упражняват множество функции. Те участват както в нервните, така и в ендокринните механизми.

Някои от функциите на централната нервна система, които контролират, са движение, познание, емоции, учене и памет.

Катехоламините играят основна роля в стресовите реакции. По този начин освобождаването на тези вещества се увеличава, когато изпитате физически или емоционален стрес.

На клетъчно ниво, тези вещества модулират невронната активност чрез отваряне или затваряне на йонни канали в зависимост от включените рецептори (Nicoll et al., 1990)..

Нивата на катехоламините могат да се наблюдават чрез изследване на кръвта и урината. Всъщност катехоламини са свързани с приблизително 50% от протеините в кръвта.

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

Биосинтеза на катехоламини

Катехоламини се получават от тирозин, аминокиселина, която съставлява протеини. Той може да бъде получен директно от диетата (като екзогенен източник) или синтезиран в черния дроб от фенилаланин (ендогенен източник).

Фенилаланинът е съществена аминокиселина за хората. Получава се чрез диета, въпреки че те присъстват и при някои психоактивни вещества.

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

Той се намира и в аспартама, подсладител, широко използван в безалкохолните напитки и диетичните продукти. Що се отнася до тирозина, той може да бъде намерен в сиренето.

За да се образуват катехоламини, тирозинът трябва да се синтезира от хормон, наречен тирозин хидроксилаза. Веднъж след като се хидроксилира, се получава L-DOPA (L-3,4-дихидроксифенилаланин).

След това DOPA преминава през процес на декарбоксилиране през ензима DOPA декарбоксилаза, продуцирайки допамин.. 

От допамин и благодарение на бета-хидроксилиран допамин се постига норадреналин (наричан още норепинефрин)..

Адреналинът се образува в мозъка на надбъбречните жлези, които се намират на бъбреците. Тя възниква от норадреналин. Адреналинът възниква, когато норадреналин се синтезира от ензима фенилетаноламин N-метилтрансфераза (PNMT). Този ензим се открива само в клетките на надбъбречната мозък.

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

Където се произвеждат катехоламини?

Както беше отбелязано, главните катехоламини произхождат от надбъбречните жлези. Специално в надбъбречната медула на тези жлези. Те се произвеждат благодарение на клетки, наречени хромафини. На това място се отделя адреналин от 80%, а норадреналин в останалите 20%.

Тези две вещества действат като симпатикомиметични хормони. Това означава, че те симулират ефектите от хиперактивността в симпатиковата нервна система. Така, когато тези вещества се освобождават в кръвния поток, се наблюдава повишаване на кръвното налягане, повишено мускулно свиване и повишени нива на глюкоза. Както и ускорението на сърдечната честота и дишането.

Поради тази причина катехоламините са от съществено значение за подготовката на реакциите на стреса, борбата или полета.

Норепинефринът или норепинефринът се синтезират и съхраняват в постганглионните влакна на периферните симпатикови нерви. Това вещество се произвежда и в клетките на locus coeruleus, в клетъчен набор, наречен А6.

Тези неврони се насочват към хипокампуса, амигдалата, таламуса и кортекса; съставляващи дорзалния норепинефрингичен път. Този път изглежда е въвлечен в познавателни функции като внимание и памет.

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

От друга страна, допаминът може да възникне и от надбъбречната мозък и периферните симпатикови нерви. Въпреки това, той работи главно като невротрансмитер на централната нервна система. По този начин се среща най-вече в две области на мозъчния ствол: субстанция нигра и вентрална тегментална област.

По-специално, основните групи допаминергични клетки се намират в вентралната област на средния мозък, област, наречена "група от А9 клетки". Тази зона включва субстанция нигра. Те също така са разположени в клетъчна група А10 (вентрална зона).

Невроните А9 проектират влакната си към каудалното ядро ​​и путамена, образувайки нигростриатния път. Това е от основно значение за управлението на двигателя.

Докато невроните на зона А10 преминават през ядрото на акумбенс, амигдалата и префронталната кора, образувайки мезокортиколимбическия път. Това е от съществено значение в мотивацията, емоциите и формирането на спомени.

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

Има и други ядра в областта на мозъчния ствол, които са свързани с адреналин, като областта на пострема и отделния тракт. Въпреки това, за да се освободи адреналин в кръвта, е необходимо наличието на друг невротрансмитер, ацетилхолин.. 

Освобождаване на катехоламини

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

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

Как действат в тялото?

Има серия от рецептори, разпределени в тялото, наречени адренергични рецептори. Тези рецептори се активират с катехоламини и са отговорни за голямо разнообразие от функции.

Обикновено, когато допамин, адреналин или норадреналин се свързват с тези рецептори; настъпва реакция на бягство или борба. По този начин, увеличава сърдечната честота, напрежението в мускулите и се появява дилатация на учениците. Те също влияят върху стомашно-чревната система.

Важно е да се отбележи, че катехоламините в кръвта, които освобождават надбъбречната медула, оказват влияние върху периферните тъкани, но не и в мозъка. Това е така, защото нервната система се отделя от кръвно-мозъчната бариера.

Има и специфични рецептори за допамин, които са от 5 вида. Те се откриват в нервната система, особено в хипокампуса, ядрото на аккумбенс, мозъчната кора, амигдалата и субстанцията..

функции

Катехоламини могат да модулират много разнообразни функции на организма. Както бе споменато по-рано, те могат да циркулират през кръвта или да упражняват различни ефекти върху мозъка (като невротрансмитери)..

След това можете да научите за функциите, в които участват катехоламини:

Сърдечни функции

Чрез увеличаване на нивата на адреналина (главно) се наблюдава увеличаване на свиващата сила на сърцето. В допълнение, честотата на ударите се увеличава. Това води до увеличаване на снабдяването с кислород.

Съдови функции

Обикновено увеличаването на катехоламини причинява вазоконстрикция, т.е. свиване на кръвоносните съдове. Резултатът е повишаване на кръвното налягане.

Стомашно-чревни функции

Изглежда адреналинът намалява стомашната и чревната подвижност и секрети. Както и свиването на сфинктера. Адренергичните рецептори, участващи в тези функции, са a1, a2 и b2.

Функции на урината

Адреналинът отпуска мускула на детрузора на пикочния мехур (така че може да се съхранява повече урина). В същото време се свива тригона и сфинктера, за да се даде възможност за задържане на урината.

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

Очни функции

Увеличаването на катехоламините също води до разширяване на зеницата (мидриаза). В допълнение към намаляване на вътреочното налягане.

Дихателни функции

Катехоламини изглежда увеличават дихателната честота. В допълнение, той има мощни релаксиращи бронхиални ефекти. По този начин тя намалява бронхиалния секрет, упражняващ бронходилататорно действие.

Функции в централната нервна система

В нервната система норадреналинът и допаминът повишават усещането, вниманието, концентрацията и обработката на стимулите.

Това ни кара да реагираме по-бързо на стимули и да се учим и помним по-добре. Те също така посредничат в усещанията за удоволствие и награда. Въпреки това, повишените нива на тези вещества са свързани с проблеми на тревожност. 

Докато ниските нива на допамин изглежда оказват влияние върху появата на промени в вниманието, трудностите при обучението и депресията.

Функции на двигателя

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

В действителност, липсата на допамин в базалните ганглии е доказано, че е произход на болестта на Паркинсон.

стрес

Катехоламините са много важни в регулацията на стреса. Нивата на тези вещества се повишават, за да подготвят тялото ни да реагира на потенциално опасни стимули. Така се появяват отговорите на борбата или полета.

Действия върху имунната система

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

Увеличаването на катехоламините по много продължителен начин води до хроничен стрес и отслабване на имунната система.

Анализ на катехоламини в урината и кръвта

Организмът разгражда катехоламините и ги отделя чрез урината. Следователно, чрез изследване на урината, може да се наблюдава количеството на катехоламини, секретирани в 24-часов период. Този тест може да се извърши и чрез кръвен тест.

Този тест обикновено се извършва за диагностициране на тумори в надбъбречните жлези (феохромоцитом). Туморът в тази област ще доведе до освобождаване 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 тялото, операции или травматични наранявания.

Въпреки че тези нива могат да бъдат променени, ако са взети лекарства за кръвно налягане, антидепресанти, лекарства или кофеин. Освен това, след като е прекарал студ, може да се повишат нивата на катехоламините в анализа.

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

препратки

1. Brandan, N.C., Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, D. A. N., & Rodríguez, A.N. (2010). Надбъбречни катехоламинови хормони. Катедра по биохимия на Медицинския факултет. [достъп: 02 януари 2017 г.]. 
2. Катехоламин. (Н.О.). Възстановен на 2 януари 2017 г. от Wikipedia.org.
3. Катехоламин. (21 от 12 на 2009 г.). Извлечено от Encyclopædia Britannica.
4. Катехоламини в кръвта. (Н.О.). Възстановен на 2 януари 2017 г. от WebMD.
5. Катехоламини в урината. (Н.О.). Възстановен на 2 януари 2017 г. от WebMD.
6. Carlson, N.R. (2006 г.). Физиология на поведението 8. Изд. Мадрид: Pearson. pp: 117-120.
7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Стрес и имунна система. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.
8. Kobayashi, К. (2001). Роля на катехоламиновото сигнализиране в функциите на мозъка и нервната система: нови идеи от молекулярно-генетичното изследване на мишката. В Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings (Vol. 6, No. 1, pp. 115-121). Nature Publishing Group.
9. Nicoll, RA, Malenka, RC, и Kauer, JA (1990). Функционално сравнение на подтиповете на невротрансмитерните рецептори в централната нервна система на бозайниците. Physiol Rev. 70: 513-565.