Katekolaminer Syntese, frigivelse og funktioner

den katekolaminer (CA) eller aminohormoner er alle de stoffer, der i deres struktur indeholder en catecholgruppe og en sidekæde med en aminogruppe. De kan arbejde i vores krop som hormoner eller som neurotransmittere.

Katekolaminer 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 udøver flere funktioner. De deltager i både neurale og endokrine mekanismer.

Nogle af funktionerne i det centrale nervesystem, der styrer, er bevægelse, kognition, følelser, læring og hukommelse.

Katekolaminer spiller en grundlæggende rolle i stress respons. På denne måde øges frigivelsen af ​​disse stoffer, når du oplever fysisk eller følelsesmæssig stress.

På celleniveau modulerer disse stoffer neuronal aktivitet ved at åbne eller lukke ionkanaler ifølge de involverede receptorer (Nicoll et al., 1990).

Katecholaminniveauer kan observeres gennem blod- og urintest. Faktisk bundet catecholaminer til ca. 50% af proteinerne i blod.

Ændringer i neurotransmissionen af ​​catecholaminer synes 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 synes dopamin at spille en afgørende rolle i sygdomme som Parkinsons og skizofreni.

Biosyntese af catecholaminer

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

Phenylalanin er en essentiel aminosyre for mennesker. Det opnås gennem kost, selvom de også er til stede i nogle psykoaktive stoffer.

For at have tilstrækkelige niveauer af catecholaminer er det vigtigt at forbruge phenylalaninrige fødevarer som rødt kød, æg, fisk, mejeriprodukter, kikærter, linser, nødder osv..

Det findes også i aspartam, et sødemiddel, der i vid udstrækning anvendes i læskedrikke og diætprodukter. Hvad angår tyrosin, kan den findes i ost.

For at katekolaminerne skal danne, skal tyrosin syntetiseres af et hormon kaldet tyrosinhydroxylase. Når først hydroxyleret er opnået, opnås L-DOPA (L-3,4-dihydroxyphenylalanin).

DOPA går derefter igennem en proces med decarboxylering gennem enzymet DOPA-decarboxylase, hvilket producerer dopamin. 

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

Adrenalin dannes i binyrene, der ligger på nyrerne. Det stammer fra noradrenalin. Adrenalin opstår, når noradrenalin syntetiseres af enzymet phenylethanolamin N-methyltransferase (PNMT). Dette enzym findes kun i adrenalmedulla-celler.

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

Hvor der produceres catecholaminer?

Som nævnt stammer de store katekolaminer i binyrerne. Specielt i binyrens medulla af disse kirtler. De produceres takket være celler kaldet chromaffins. På dette sted udskilles adrenalin med 80% og noradrenalin i de resterende 20%.

Disse to stoffer virker som sympatomimetiske hormoner. Det vil sige, de simulerer virkningerne af hyperaktivitet i det sympatiske nervesystem. Således, når disse stoffer frigives i blodbanen, opleves en stigning i blodtrykket, øget muskelkontraktion og øgede glukoseniveauer. Samt acceleration af puls og vejrtrækning.

Af denne grund er catecholaminer afgørende for at forberede stress-, kamp- eller flyrespons.

Norepinephrin eller norepinephrin syntetiseres og opbevares i postganglioniske fibre i de perifere sympatiske nerver. Dette stof fremstilles også i cellerne i locus coeruleus, i et celle sæt kaldet A6.

Disse neuroner projekterer hippocampus, amygdala, thalamus og cortex; der udgør den dorsale norepinephrinegiske vej. Denne vej synes at være involveret i kognitive funktioner som opmærksomhed og hukommelse.

Den ventrale rute, som forbinder med hypothalamus, synes at deltage i vegetative, neuroendokrine og autonome funktioner.

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

Specifikt findes de største grupper af dopaminerge celler i den ventrale region af midterbenet, et område kaldet "gruppe af A9-celler". Denne zone indeholder substantia nigra. De er også placeret i cellegruppe A10 (ventral tegmental område).

A9-neuronerne projicerer deres fibre til kaudatkernen og putamen, der danner den nigrostriatale vej. Dette er grundlæggende for motorstyring.

Mens neuronerne i zone A10 passerer gennem kernen af ​​accumbens, amygdalaen og den præfrontale cortex, der danner den mesocorticolimbiske vej. Dette er afgørende i motivation, følelser og dannelse af minder.

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

Der er også andre kerne i hjernestammen, der er forbundet med adrenalin, såsom postremaområdet og ensomkanalen. For at frigive adrenalin i blodet er tilstedeværelsen af ​​en anden neurotransmitter, acetylcholin, imidlertid nødvendig.. 

Frigivelse af catecholaminer

For frigivelsen af ​​catecholaminerne at forekomme er den forudgående frigivelse af acetylcholin nødvendig. Denne udgivelse kan forekomme, fx når vi opdager en fare. Acetylcholin leverer binyrens medulla og producerer en række cellulære hændelser

Resultatet er udskillelsen af ​​catecholaminer til det ekstracellulære rum ved en proces kaldet exocytose..

Hvordan virker de i kroppen?

Der er en række receptorer fordelt over hele kroppen kaldet adrenerge receptorer. Disse receptorer aktiveres med catecholaminer og er ansvarlige for en lang række funktioner.

Normalt binder dopamin, adrenalin eller noradrenalin til disse receptorer; en flugt eller kamp reaktion opstår. Således øges hjertefrekvensen, muskelspændingen og fremkommer en udvidelse af eleverne. De har også indflydelse på mave-tarmsystemet.

Det er vigtigt at bemærke, at katekolaminerne i blodet, der frigiver adrenalmedulla, udøver deres virkninger på det perifere væv, men ikke i hjernen. Dette skyldes, at nervesystemet er adskilt af blod-hjernebarrieren.

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

funktioner

Katekolaminer kan modulere meget forskellige funktioner af organismen. Som tidligere nævnt kan de cirkulere gennem blodet eller udøve forskellige effekter på hjernen (såsom neurotransmittere).

Dernæst kan du lære om de funktioner, hvor catecholaminer deltager:

Hjertefunktioner

Gennem en stigning i adrenalinniveauet (hovedsageligt) er der en stigning i hjertets kontraktile kraft. Derudover øges hyppigheden af ​​beats. Dette medfører en stigning i iltforsyningen.

Vaskulære funktioner

Generelt forårsager en stigning i catecholaminer en vasokonstriktion, det vil sige en sammentrækning i blodkarrene. Konsekvensen er en stigning i blodtrykket.

Gastrointestinale funktioner

Adrenalin synes at reducere mave- og tarmmotilitet og sekretioner. Samt sphincter sammentrækning. De adrenerge receptorer involveret i disse funktioner er a1, a2 og b2.

Urinfunktioner

Adrenalin relaxerer blære detrusor muskel (således at mere urin kan opbevares). Samtidig kontraherer den trigone og sphincter for at tillade urinretention.

Imidlertid øger moderate doser dopamin blodgennemstrømningen til nyrerne og udøver en diuretisk effekt.

Okulære funktioner

Forøgelsen af ​​catecholaminer frembringer også pupil dilation (mydriasis). Ud over et fald i intraokulært tryk.

Åndedrætsfunktioner

Katekolaminerne synes at øge respirationshastigheden. Derudover har den kraftige bronchiale afslappende effekter. Det mindsker således de bronchiale sekretioner, der udøver en bronchodilatorvirkning.

Funktioner i det centrale nervesystem

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

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

Mens lave niveauer af dopamin synes at påvirke udseendet af ændringer i opmærksomhed, indlæringsvanskeligheder og depression.

Motorfunktioner

Dopamin er hovedkatecholamin involveret i formidling af bevægelse af bevægelser. De ansvarlige områder er substantia nigra og de basale ganglier (især caudate-kernen).

Faktisk har et fravær af dopamin i de basale ganglier vist sig at være 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 kampen eller flysvaret ud.

Handlinger på immunsystemet

Det har vist sig, at stress påvirker immunsystemet, der primært medieres af adrenalin og noradrenalin. Når vi udsættes for stress, frigiver binyrerne adrenalin, mens noradrenalin udskilles i nervesystemet. Dette innerverer de organer, der er involveret i immunsystemet.

En stigning i catecholaminer på en meget langvarig måde frembringer kronisk stress og svækkelse af immunsystemet.

Analyse af catecholaminer i urin og blod

Organismen nedbryder katekolaminerne og udskiller dem gennem urinen. Derfor kan mængden af ​​catecholaminer udskilt i en 24-timers periode iagttages ved en urinalyse. Denne test kan også udføres gennem en blodprøve.

Denne test udføres normalt for at diagnosticere tumorer i binyrerne (feokromocytom). En tumor i dette område ville medføre, at for mange catecholaminer frigives. Hvad ville afspejles i symptomer som hypertension, overdreven svedtendens, hovedpine, takykardi og tremor.

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

Selv om disse niveauer kan ændres, hvis medicin er taget for blodtryk, antidepressiva, medicin eller koffein. Hertil kommer at have brugt koldt kan øge catecholaminniveauet i analysen.

Men lave værdier kan tyde på diabetes eller ændringer i nervesystemet.

referencer

1. Brandan, N.C., Llanos, B., Cristina, I., RuizDíaz, D.A. N., & Rodríguez, A.N. (2010). Binyrene katekolamin hormoner. Formand for Biochemistry Medicinsk Fakultet. [adgang: 2. januar 2017]. 
2. Catecholamin. (N.D.). Hentet den 2. januar 2017, fra Wikipedia.org.
3. Catecholamin. (21 af 12 af 2009). Hentet fra Encyclopædia Britannica.
4. Katekolaminer i blod. (N.D.). Hentet den 2. januar 2017, fra WebMD.
5. Katekolaminer i urin. (N.D.). Hentet den 2. januar 2017, fra WebMD.
6. Carlson, N.R. (2006). Opførselens fysiologi 8. Ed. Madrid: Pearson. pp: 117-120.
7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Stress og immunsystem. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.
8. Kobayashi, K. (2001). Rolle af katekolamin signalering i hjernen og nervesystemet funktioner: Ny indsigt fra mus molekylære genetiske undersøgelse. I Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings (bind 6, nr. 1, s. 115-121). Nature Publishing Group.
9. Nicoll, RA, Malenka, RC og Kauer, JA (1990). Funktionel sammenligning af subtyperne af neurotransmitterreceptorer i centralnervesystemet hos pattedyr. Physiol Rev .; 70: 513-565.