KATEKOLAMINER: SYNTESE, FRIGIVELSE OG FUNKTIONER - NEUROPSYKOLOGI - 2025

De catecholaminer eller aminohormonas er stoffer, som i deres struktur en catechol-gruppe og en sidekæde med en aminogruppe. De kan fungere i vores krop som hormoner eller som neurotransmittorer.

Catecholamines er en klasse af monoaminer, der syntetiseres fra tyrosin. De vigtigste er dopamin, adrenalin og noradrenalin. De består af meget vigtige neurotransmittere i vores krop og har flere funktioner; de deltager i både neurale og endokrine mekanismer.

Molekylær struktur af norepinephrin (noradrenalin) fra catecholamin-familien.

Nogle af centralnervesystemets funktioner, som de kontrollerer, er bevægelse, kognition, følelser, læring og hukommelse. De spiller også en grundlæggende rolle i respons på stress. På denne måde øges frigivelsen af ​​disse stoffer, når der opleves fysisk eller følelsesmæssig stress. På celleniveau modulerer disse stoffer neuronal aktivitet ved at åbne eller lukke ionkanaler i henhold til de involverede receptorer.

Katekolaminniveauer kan ses gennem blod- og urinprøver. Faktisk er katekolaminer bundet til ca. 50% proteiner i blodet.

Ændringer i catecholamine-neurotransmission ser ud til at forklare visse neurologiske og neuropsykiatriske lidelser. For eksempel er depression forbundet med lave niveauer af disse stoffer, i modsætning til angst. På den anden side ser det ud til, at dopamin spiller en væsentlig rolle i sygdomme som Parkinson og schizofreni.

Biosyntese af katekolaminer

Catecholamines er afledt af tyrosin, en aminosyre, der udgør proteiner. Det kan afledes direkte fra kosten (som en eksogen kilde) eller syntetiseres i leveren fra phenylalanin (som en endogen kilde).

Phenylalanin

Phenylalanin er en essentiel aminosyre for mennesker. Det opnås gennem diæt, skønt de også findes i nogle psykoaktive stoffer.

For at have tilstrækkelige niveauer af katekolaminer er det vigtigt at konsumere fødevarer rige på phenylalanin, såsom rødt kød, æg, fisk, mejeri, kikærter, linser, nødder osv.

Tyrosin

Kemisk struktur af aminosyren Tyrosine (Kilde: Clavecin via Wikimedia Commons)

Hvad angår tyrosin, kan det findes i ost. For at katekolaminer skal dannes, skal tyrosin syntetiseres med et hormon kaldet tyrosinhydroxylase. Når først hydroxylering er opnået, opnås L-DOPA (L-3,4-dihydroxyphenylalanin).

Dopamin og noradrenalin

DOPA gennemgår derefter en decarboxyleringsproces gennem enzymet DOPA decarboxylase, hvilket producerer dopamin.

Dopamin 2D-molekyle.

Fra dopamin og takket være beta-hydroxyleret dopamin opnås norepinephrin (også kaldet norepinephrin).

Norepinephrin molekyle

Adrenalin

Epinephrin fremstilles i medulla i binyrerne, som er placeret over nyrerne. Det stammer fra noradrenalin. Epinephrin opstår, når norepinephrin syntetiseres af enzymet fenylethanolamin N-methyltransferase (PNMT). Dette enzym findes kun i celler i binyremedulla.

Struktur af adrenalin

På den anden side produceres hæmningen af ​​catecholaminsyntese ved virkningen af ​​AMPT (alfa-methyl-p-tyrosin). Dette er ansvarlig for at hæmme enzymet tyrosin-hydroxylase.

Hvor produceres katekolaminer?

De vigtigste katekolaminer stammer fra binyrerne, specifikt i binyrerne i disse kirtler. De produceres takket være celler, der kaldes kromaffiner: på dette sted secerneres adrenalin i 80% og noradrenalin i de resterende 20%.

Disse to stoffer fungerer som sympatomimetiske hormoner. Det vil sige, de simulerer virkningerne af hyperaktivitet på det sympatiske nervesystem. Når disse stoffer frigøres i blodbanen, opleves der således en stigning i blodtrykket, større muskelsammentrækning og en stigning i glukoseniveauet. Samt acceleration af hjerterytmen og respirationen.

Af denne grund er katekolaminer vigtige for at forberede sig på stress, kamp eller flyreaktioner.

Norepinephrin eller norepinephrine

Norepinephrin eller norepinephrin syntetiseres og opbevares i postganglioniske fibre med perifere sympatiske nerver. Dette stof produceres også i cellerne i locus coeruleus, i en cellegruppe kaldet A6.

Disse neuroner projicerer til hippocampus, amygdala, thalamus og cortex; udgør den dorsale norepinephrineal bane. Denne vej ser ud til at være involveret i kognitive funktioner såsom opmærksomhed og hukommelse.

Den ventrale bane, der er forbundet med hypothalamus, ser ud til at deltage i vegetative, neuroendokrine og autonome funktioner.

Dopamin

På den anden side kan dopamin også opstå fra binyremedulla og perifere sympatiske nerver. Det fungerer dog primært som en neurotransmitter i det centrale nervesystem. På denne måde forekommer det hovedsageligt i to områder af hjernestammen: substantia nigra og det ventrale tegmentale område.

Specifikt findes de vigtigste grupper af dopaminerge celler i det ventrale område af mellemhovedet, et område kaldet "A9-cellegruppen." Denne zone inkluderer det sorte stof. De er også placeret i A10-cellegruppen (ventral tegmental område).

A9-neuronerne projicerer deres fibre til caudatkernen og til putamen og danner den nigrostriatale vej. Dette er vigtigt for motorstyring.

Mens neuronerne i A10-zonen passerer gennem kernen af ​​accumbens, amygdala og den prærontale cortex, der danner den mesocorticolimbiske vej. Dette er vigtigt i motivation, følelser og dannelse af minder.

Derudover er der en anden gruppe af dopaminerge celler i en del af hypothalamus, som forbindes med hypofysen for at udøve hormonelle funktioner.

Der er også andre kerner i området af hjernestammen, der er forbundet med adrenalin, såsom området postmas og den ensomme kanal. Imidlertid er tilstedeværelsen af ​​en anden neurotransmitter, acetylcholin, nødvendig for at adrenalin kan frigives i blodet.

Frigøre

For at frigivelse af catecholamines skal ske, er den forudgående frigivelse af acetylcholin nødvendig. Denne udgivelse kan for eksempel forekomme, når vi registrerer en fare. Acetylcholin inderverer binyremedulla og producerer en række cellulære begivenheder.

Acetylcholin molekylstruktur

Resultatet er sekretion af catecholamines i det ekstracellulære rum ved en proces kaldet exocytose.

Hvordan handler de i kroppen?

Der er en række receptorer fordelt over hele kroppen kaldet adrenergiske receptorer. Disse receptorer aktiveres af katekolaminer og er ansvarlige for en lang række funktioner.

Normalt når dopamin, epinephrin eller norepinephrin binder til disse receptorer; der er en kamp- eller flyreaktion. Således øges hjerterytmen, muskelspændingen stiger, og eleverne udvides. De påvirker også mave-tarm-systemet.

Det er vigtigt at bemærke, at katekolaminer i blodet frigivet af binyremedulla udøver deres virkning på perifert væv, men ikke på hjernen. Dette skyldes, at nervesystemet adskilles af blod-hjerne-barrieren.

Der er også specifikke receptorer for dopamin, som er af 5 typer. Disse findes i nervesystemet, især i hippocampus, nucleus accumbens, cerebral cortex, amygdala og substantia nigra.

Funktioner

Catecholamines kan modulere meget forskellige funktioner i kroppen. Som nævnt ovenfor kan de cirkulere i blodet eller have forskellige effekter i hjernen (som neurotransmittorer).

Derefter vil du være i stand til at kende de funktioner, som katekolaminer deltager i:

Hjertefunktioner

Gennem en stigning i adrenalinniveauer (hovedsagelig) er der en stigning i hjertets kontraktile kraft. Derudover øges hjerteslagets hyppighed. Dette medfører en stigning i forsyningen af ​​ilt.

Vaskulære funktioner

Generelt forårsager en stigning i katekolaminer vasokonstriktion, det vil sige en sammentrækning i blodkarene. Konsekvensen er en stigning i blodtrykket.

Gastrointestinale funktioner

Epinephrin ser ud til at reducere motilitet og gastriske og tarmsekretioner. Samt sammentrækning af sfinkterne. De adrenergiske receptorer, der er involveret i disse funktioner, er a1, a2 og b2.

Urinære funktioner

Epinephrin afslapper blæredetrusormuskelen (så der kan opbevares mere urin). Samtidig sammentrækkes det trigonen og sfinkteren for at tillade urinretention.

Moderat doser af dopamin øger imidlertid blodtilførslen til nyrerne og udøver en vanddrivende virkning.

Okulære funktioner

Stigningen i katekolaminer forårsager også en udvidelse af eleverne (mydriasis). Ud over et fald i det intraokulære tryk.

Åndedrætsfunktioner

Catecholamines ser ud til at øge respirationsfrekvensen. Derudover har det kraftige afslappende effekter af bronchier. Det reducerer således bronchiale sekretioner og udøver en bronchodilator handling.

Funktioner i det centrale nervesystem

I nervesystemet øger noradrenalin og dopamin årvågenhed, opmærksomhed, koncentration og stimulusbehandling.

Det får os til at reagere hurtigere på stimuli og få os til at lære og huske bedre. De formidler også følelser af glæde og belønning. Imidlertid er forhøjede niveauer af disse stoffer blevet forbundet med angstproblemer.

Mens lave dopaminniveauer ser ud til at påvirke udseendet af forstyrrelser i opmærksomhed, indlæringsvanskeligheder og depression.

Motoriske funktioner

Dopamin er den vigtigste katekolamin, der er involveret i formidling af kontrol med bevægelser. De ansvarlige områder er substantia nigra og basalganglier (især caudatkernen).

Faktisk har det vist sig, at et fravær af dopamin i de basale ganglier er oprindelsen af ​​Parkinsons sygdom.

Stress

Katekolaminer er meget vigtige i reguleringen af ​​stress. Niveauerne af disse stoffer hæves for at forberede vores krop til at reagere på potentielt farlige stimuli. Sådan ser kampens eller flyreaktionerne ud.

Handlinger mod immunsystemet

Det har vist sig, at stress har indflydelse på immunsystemet, hvilket primært er medieret af adrenalin og noradrenalin. Når vi udsættes for stress, frigiver binyrerne adrenalin, mens nervesystemet udskiller noradrenalin. Dette innerer organerne, der er involveret i immunsystemet.

En meget langvarig stigning i katekolaminer producerer kronisk stress og en svækkelse af immunsystemet.

Analyse af katekolaminer i urin og blod

Kroppen nedbryder catecholamines og udskiller dem i urinen. Derfor kan mængden af ​​katekolaminer, der udskilles i en 24-timers periode, gennem en urinanalyse observeres. Denne test kan også udføres gennem en blodprøve.

Denne test udføres normalt for at diagnosticere tumorer i binyrerne (pheochromocytoma). En tumor i dette område vil medføre, at der for frigøres for mange katekolaminer. Hvad der afspejles i symptomer som hypertension, overdreven svedt, hovedpine, takykardi og rysten.

Høje niveauer af katekolaminer i urinen kan også manifestere enhver form for overdreven stress, såsom infektioner i kroppen, operationer eller traumatiske skader.

Selvom disse niveauer kan ændres, hvis de har taget medicin mod blodtryk, antidepressiva, medicin eller koffein. Derudover kan det at være koldt øge niveauerne af katekolaminer i analysen.

Dog kan lave værdier indikere diabetes eller ændringer i nervesystemets aktivitet.

Referencer

1. Brandan, NC, Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, DAN, & Rodríguez, AN (2010). Adrenal Catecholamine Hormoner. Formand for Biokemi Det medicinske fakultet..
2. Catecholamin. (Sf). Hentet den 2. januar 2017 fra Wikipedia.org.
3. Catecholamin. (21. af 12. 2009). Opnået fra Encyclopædia Britannica.
4. Katekolaminer i blod. (Sf). Hentet den 2. januar 2017 fra WebMD.
5. Katekolaminer i urin. (Sf). Hentet den 2. januar 2017 fra WebMD.
6. Carlson, NR (2006). Opførselens fysiologi 8. udg. Madrid: Pearson. s. 117-120.
7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Stress og immunsystemet. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.