Katekolamīnu sintēze, izdalīšanās un funkcijas

The kateholamīni (CA) vai aminohormoni ir visas tās vielas, kas savā struktūrā satur katechola grupu un sānu ķēdi ar aminogrupu. Viņi var strādāt mūsu organismā kā hormoni vai neirotransmiteri.

Katekolamīni ir monoamīnu klase, ko sintezē no tirozīna. Galvenie ir dopamīns, adrenalīns un noradrenalīns.

Tie sastāv no ļoti svarīgiem neirotransmiteriem mūsu ķermenī un izmanto vairākas funkcijas. Viņi piedalās neironu un endokrīnās sistēmas mehānismos.

Dažas centrālās nervu sistēmas funkcijas, kas kontrolē kustību, izziņas, emocijas, mācīšanos un atmiņu.

Katekolamīniem ir būtiska nozīme stresa reakcijās. Šādā veidā šo vielu izdalīšanās palielinās, ja rodas fizisks vai emocionāls stress.

Šūnu līmenī šīs vielas modulē neironu aktivitāti, atverot vai aizverot jonu kanālus atbilstoši iesaistītajiem receptoriem (Nicoll et al., 1990).

Katekolamīna līmeni var novērot, veicot asins un urīna analīzes. Faktiski katecholamīni ir saistīti ar aptuveni 50% asins olbaltumvielu.

Šķiet, ka katecholamīnu neirotransmisijas izmaiņas izskaidro dažus neiroloģiskus un neiropsihiskus traucējumus. Piemēram, depresija ir saistīta ar zemu šo vielu līmeni, nevis trauksmi. No otras puses, šķiet, ka dopamīnam ir būtiska loma tādās slimībās kā Parkinsona slimība un šizofrēnija.

Katecholamīnu biosintēze

Katekolamīni ir iegūti no tirozīna, aminoskābes, kas veido proteīnus. To var iegūt tieši no uztura (kā eksogēna avota) vai sintezēt aknās no fenilalanīna (endogēna avota)..

Fenilalanīns ir būtiska aminoskābe cilvēkiem. To iegūst, izmantojot diētu, lai gan tās ir arī dažās psihoaktīvās vielās.

Lai nodrošinātu pietiekamu katecholamīnu līmeni, ir svarīgi patērēt bagātīgus fenilalanīna ēdienus, piemēram, sarkanās gaļas, olas, zivis, piena produktus, aunazirņus, lēcas, riekstus utt..

Tas ir atrodams arī aspartāmā, saldinātājā, ko plaši izmanto bezalkoholiskos dzērienos un diētiskos produktos. Attiecībā uz tirozīnu to var atrast sierā.

Lai katecholamīni veidotos, tirozīns jāsintetē hormonam, ko sauc par tirozīna hidroksilāzi. Kad hidroksilēts, iegūst L-DOPA (L-3,4-dihidroksifenilalanīnu).

Tad DOPA iet cauri dekarboksilēšanas procesam ar DOPA dekarboksilāzes enzīmu, veidojot dopamīnu.. 

No dopamīna, pateicoties beta-hidroksilētam dopamīnam, tiek sasniegts noradrenalīns (ko sauc arī par norepinefrīnu)..

Adrenalīns veidojas virsnieru dziedzeru smadzenēs, kas atrodas uz nierēm. Tas rodas no noradrenalīna. Adrenalīns rodas, kad noradrenalīnu sintezē ar feniletanolamīna N-metiltransferāzes (PNMT) enzīmu. Šis enzīms atrodams tikai virsnieru dzemdes šūnās.

No otras puses, katecholamīna sintēzes inhibīciju rada AMPT (alfa-metil-p-tirozīns) iedarbība. Tas ir atbildīgs par enzīma tirozīna hidroksilāzes inhibēšanu.

Ja tiek ražoti katecholamīni?

Kā norādīts, galvenie kateholamīni ir radušies virsnieru dziedzeros. Īpaši šo dziedzeru virsnieru dzemdē. Tie tiek ražoti pateicoties šūnām, ko sauc par hromafīniem. Šajā vietā adrenalīns tiek izdalīts par 80%, bet noradrenalīns - pārējos 20%..

Šīs divas vielas darbojas kā simpatomimetiskie hormoni. Tas nozīmē, ka viņi simulē hiperaktivitātes ietekmi simpātiskajā nervu sistēmā. Tādējādi, kad šīs vielas izdalās asinsritē, rodas paaugstināts asinsspiediens, palielināta muskuļu kontrakcija un paaugstināts glikozes līmenis. Kā arī sirdsdarbības ātruma paātrināšana un elpošana.

Šā iemesla dēļ kateholamīni ir būtiski, lai sagatavotu stresa, cīņas vai lidojumu atbildes.

Norepinefrīnu vai norepinefrīnu sintezē un uzglabā perifēro simpātisko nervu postgangliona šķiedrās. Šī viela tiek ražota arī locus coeruleus šūnās, šūnu komplektā ar nosaukumu A6.

Šie neironu projekti nonāk hippokampā, amigdalā, talamā un garozā; kas veido muguras norepinefrinegisko ceļu. Šķiet, ka šis ceļš ir iesaistīts tādās kognitīvās funkcijās kā uzmanība un atmiņa.

Šķiet, ka vēdera ceļš, kas savienojas ar hipotalāmu, piedalās veģetatīvās, neuroendokrīnās un autonomās funkcijās..

No otras puses, dopamīns var rasties arī virsnieru dzemdē un perifēros simpātiskos nervos. Tomēr tā darbojas galvenokārt kā centrālās nervu sistēmas neirotransmiters. Šādā veidā tas notiek galvenokārt divās smadzeņu stumbra zonās: materiāla nigrā un ventrālā tegmentālā zonā..

Konkrētāk, galvenās dopamīnerģisko šūnu grupas atrodas vidus smadzeņu vēdera rajonā, kas ir apgabals, ko sauc par "A9 šūnu grupu". Šajā zonā ietilpst materiāla nigra. Tās atrodas arī A10 šūnu grupā (ventrālā tegmentālā zona)..

A9 neironi projektē šķiedras uz caudāta kodolu un putamenu, veidojot nigrostriatāla ceļu. Tas ir būtiski motora vadībai.

Kamēr A10 zonas neironi iziet cauri accumbens, amygdala un prefrontālās garozas kodolam, veidojot mezokortikolimbisko ceļu. Tas ir būtiski motivācijā, emocijās un atmiņas veidošanā.

Turklāt ir vēl viena dopamīnerģisko šūnu grupa hipotalāmu daļā, kas savienojas ar hipofīzes darbību, lai veiktu hormonālas funkcijas..

Smadzeņu apvidū ir arī citi kodoli, kas saistīti ar adrenalīnu, piemēram, postrema zona un vientuļš trakts. Tomēr, lai atbrīvotu adrenalīnu asinīs, ir nepieciešama cita neirotransmitera, acetilholīna, klātbūtne.. 

Kateholamīnu atbrīvošana

Lai notiktu katecholamīnu izdalīšanās, ir nepieciešama iepriekšēja acetilholīna izdalīšanās. Šī atbrīvošana var notikt, piemēram, kad mēs atklājam bīstamību. Acetilholīns piegādā virsnieru dziedzeru un rada virkni šūnu notikumu

Rezultāts ir katecholamīnu izdalīšanās ekstracelulārajā telpā ar procesu, ko sauc par eksocitozi..

Kā viņi darbojas organismā?

Ir virkne receptoru, kas izplatīti visā organismā, ko sauc par adrenerģiskajiem receptoriem. Šie receptori tiek aktivizēti ar katecholamīniem un ir atbildīgi par dažādām funkcijām.

Parasti, ja dopamīns, adrenalīns vai noradrenalīns saistās ar šiem receptoriem; notiek evakuācijas vai cīņas reakcija. Tādējādi palielinās sirdsdarbība, muskuļu spriedze un parādās skolēnu paplašināšanās. Tās ietekmē arī kuņģa-zarnu trakta sistēmu.

Ir svarīgi atzīmēt, ka asinsvadu kateholamīni, kas atbrīvo virsnieru dziedzeru, iedarbojas uz perifēriskajiem audiem, bet ne smadzenēs. Tas ir tāpēc, ka nervu sistēma ir atdalīta ar asins-smadzeņu barjeru.

Ir arī specifiski dopamīna receptori, kas ir 5 veidi. Tie ir atrodami nervu sistēmā, īpaši hippokampā, akumbensu kodolā, smadzeņu garozā, amygdala un materia nigra..

Funkcijas

Katekolamīni var modulēt ļoti dažādas organisma funkcijas. Kā minēts iepriekš, tās var cirkulēt asinīs vai ietekmēt smadzenes (piemēram, neirotransmiteri)..

Tālāk jūs varat uzzināt par funkcijām, kurās piedalās katecholamīni:

Sirds funkcijas

Palielinoties adrenalīna līmenim (galvenokārt), palielinās sirdsdarbības spēks. Turklāt palielinās sitienu biežums. Tas palielina skābekļa padevi.

Asinsvadu funkcijas

Parasti katecholamīnu palielināšanās izraisa vazokonstrikciju, tas ir, asinsvadu kontrakciju. Sekas ir asinsspiediena palielināšanās.

Kuņģa-zarnu trakta funkcijas

Šķiet, ka adrenalīns mazina kuņģa un zarnu kustību un sekrēciju. Kā arī sfinktera kontrakcija. Šajās funkcijās iesaistītie adrenerģiskie receptori ir a1, a2 un b2.

Urīna funkcijas

Adrenalīns atslābina urīnpūšļa detrusora muskuļus (lai varētu uzglabāt vairāk urīna). Tajā pašā laikā tā slēdz līgumu ar trigonu un sfinkteri, lai nodrošinātu urīna aizturi.

Tomēr mērenas dopamīna devas palielina asins plūsmu uz nierēm, izraisot diurētisku efektu.

Acu funkcijas

Kateholamīnu pieaugums rada arī skolēnu dilatāciju (midriasis). Papildus intraokulārā spiediena samazinājumam.

Elpošanas funkcijas

Šķiet, ka katecholamīni palielina elpošanas ātrumu. Turklāt tam ir spēcīgi bronhu relaksējoši efekti. Tādējādi tas samazina bronhu izdalīšanos, kas izraisa bronhodilatatora darbību.

Funkcijas centrālajā nervu sistēmā

Nervu sistēmā noradrenalīns un dopamīns palielina viligāciju, uzmanību, koncentrāciju un stimulēšanas procesu.

Tas liek mums ātrāk reaģēt uz stimuliem un labāk mācīties un atcerēties. Viņi arī starpniecību izjūt baudu un atlīdzību. Tomēr paaugstināts šo vielu līmenis ir saistīts ar trauksmes problēmām. 

Lai gan šķiet, ka zems dopamīna līmenis ietekmē uzmanības izmaiņas, mācīšanās grūtības un depresiju.

Motora funkcijas

Dopamīns ir galvenais katecholamīns, kas ir iesaistīts kustību kontrolē. Atbildīgās teritorijas ir materiāla nigra un bazālie gangliji (īpaši caudāta kodols)..

Faktiski ir pierādīts, ka dopamīna trūkums bazālajā ganglijā ir Parkinsona slimības izcelsme.

Stress

Katekolamīni ir ļoti svarīgi stresa regulēšanā. Šo vielu līmenis tiek paaugstināts, lai sagatavotu mūsu ķermeni reaģēt uz potenciāli bīstamiem stimuliem. Tādā veidā parādās cīņa vai lidojuma atbildes.

Darbības imūnsistēmā

Ir pierādīts, ka stress ietekmē imūnsistēmu, ko galvenokārt ietekmē adrenalīns un noradrenalīns. Kad mēs esam pakļauti stresu, virsnieru dziedzeris izdala adrenalīnu, bet noradrenalīns izdalās nervu sistēmā. Tas pārņem imūnsistēmā iesaistītos orgānus.

Katecholamīnu palielināšanās ļoti ilgstoši rada hronisku stresu un imūnsistēmas vājināšanos.

Katekolamīnu analīze urīnā un asinīs

Organisms sadala katekolamīnus un izdalās caur urīnu. Tāpēc, izmantojot urīna analīzi, var novērot 24 stundu periodā izdalīto katekolamīnu daudzumu. Šo testu var veikt arī ar asins analīzes palīdzību.

Šo testu parasti veic, lai diagnosticētu audzējus virsnieru dziedzeros (feohromocitoma). Šajā jomā audzējs varētu atbrīvot pārāk daudz katecholamīnu. Kādi būtu tādi simptomi kā hipertensija, pārmērīga svīšana, galvassāpes, tahikardija un trīce.

Augsts kateholamīnu līmenis urīnā var izpausties arī kā pārmērīgs stress, piemēram, infekcijas visā ķermenī, operācijas vai traumatiski ievainojumi..

Lai gan šos līmeņus var mainīt, ja tiek lietotas zāles asinsspiediena, antidepresantu, zāļu vai kofeīna lietošanai. Turklāt, iztērējot aukstumu, analīzē var palielināties kateholamīna līmenis.

Tomēr zemas vērtības var liecināt par diabētu vai nervu sistēmas darbības izmaiņām.

Atsauces

1. Brandans, N.C., Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, D. A. N., un Rodríguez, A. N. (2010). Virsnieru katekolamīna hormoni. Bioķīmijas fakultātes Medicīnas fakultātes katedra. [piekļuve: 2017. gada 2. janvāris]. 
2. Katekolamīns (s.f.). Saturs iegūts 2017. gada 2. janvārī no Wikipedia.org.
3. Katekolamīns (2009. gada 21. aprīlis). Izgūti no Encyclopædia Britannica.
4. Katekolamīni asinīs. (s.f.). Saturs iegūts 2017. gada 2. janvārī no WebMD.
5. Katekolamīni urīnā. (s.f.). Saturs iegūts 2017. gada 2. janvārī no WebMD.
6. Carlson, N.R. (2006). Uzvedības fizioloģija 8. Ed. Madride: Pearson. lp: 117-120.
7. Gómez-González, B., un Escobar, A. (2006). Stress un imūnsistēma. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.
8. Kobayashi, K. (2001). Katecholamīna signalizācijas nozīme smadzeņu un nervu sistēmas funkcijās: jauni ieskati no peles molekulārās ģenētiskās izpētes. In Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings (Vol. 6, No. 1, pp. 115-121). Dabas izdevniecības grupa.
9. Nicoll, RA, Malenka, RC un Kauer, JA (1990). Neirotransmiteru receptoru apakštipu funkcionālais salīdzinājums zīdītāju centrālajā nervu sistēmā. Physiol Rev .; 70: 513-565.