Синтеза, ослобађање и функције катехоламина

Тхе цатецхоламинес (ЦА) или аминохормони су све оне супстанце које у својој структури садрже катехол групу и бочни ланац са амино групом. Могу да раде у нашем телу као хормони или неуротрансмитери.

Катеколамини су класа моноамина који се синтетизују из тирозина. Главне су допамин, адреналин и норадреналин.

Састоје се од веома важних неуротрансмитера у нашем телу и остварују вишеструке функције. Они учествују у неуралним и ендокриним механизмима.

Неке од функција централног нервног система које контролишу су кретање, спознаја, емоције, учење и памћење.

Катеколамини играју фундаменталну улогу у одговорима на стрес. На тај начин се ослобађање ових супстанци повећава када доживите физички или емоционални стрес.

На нивоу ћелија, ове супстанце модулирају неуронску активност отварањем или затварањем јонских канала у складу са укљученим рецепторима (Ницолл ет ал., 1990)..

Нивои катехоламина могу се посматрати кроз тестове крви и урина. У ствари, катехоламини су везани за око 50% протеина у крви.

Чини се да промјене у неуротрансмисији катехоламина објашњавају одређене неуролошке и неуропсихијатријске поремећаје. На пример, депресија је повезана са ниским нивоом ових супстанци, за разлику од анксиозности. С друге стране, чини се да допамин игра кључну улогу у болестима као што су Паркинсонова и шизофренија.

Биосинтеза катехоламина

Катеколамини су изведени из тирозина, аминокиселине која чини протеине. Може се извести директно из исхране (као егзогени извор) или се синтетизује у јетри из фенилаланина (ендогени извор).

Фенилаланин је есенцијална амино киселина за људе. Добија се путем исхране, иако је присутна иу неким психоактивним супстанцама.

Да би имали адекватне нивое катехоламина, важно је конзумирати храну богату фенилаланином као што су црвено месо, јаја, риба, млечни производи, сланутак, лећа, орашасти плодови итд..

Такође се налази у аспартаму, заслађивачу који се широко користи у безалкохолним пићима и дијететским производима. Што се тирозина тиче, може се наћи у сиру.

За формирање катехоламина, тирозин мора бити синтетизован хормоном који се зове тирозин хидроксилаза. Када се једном хидроксилује, добија се Л-ДОПА (Л-3,4-дихидроксифенилаланин).

Тада ДОПА пролази кроз процес декарбоксилације кроз ензим ДОПА декарбоксилазу, производећи допамин. 

Од допамина, и захваљујући бета-хидроксилованом допамину, постиже се норадреналин (који се назива и норепинефрин)..

Адреналин се формира у сржи надбубрежних жлезда, које се налазе на бубрезима. Настаје из норадреналина. Адреналин настаје када се норадреналин синтетизује помоћу ензима фенилетаноламин Н-метилтрансферазе (ПНМТ). Овај ензим се налази само у ћелијама надбубрежне медуле.

С друге стране, инхибиција синтезе катехоламина се производи дејством АМПТ (алфа метил-п-тирозин). Ово је одговорно за инхибицију ензима тирозин хидроксилазе.

Где се производе катехоламини?

Као што је наведено, главни катехоламини потичу из надбубрежних жлезда. Нарочито у надбубрежној медули ове жлезде. Производе се захваљујући ћелијама које се називају хромафини. На овом месту се адреналин излучује 80%, а норадреналин у преосталих 20%.

Ове две супстанце делују као симпатомиметички хормони. То јест, они симулирају ефекте хиперактивности у симпатичком нервном систему. Према томе, када се те супстанце испуштају у крвоток, долази до повећања крвног притиска, повећане контракције мишића и повећаног нивоа глукозе. Као и убрзање откуцаја срца и дисања.

Из тог разлога, катехоламини су неопходни за припрему одговора на стрес, борбу или лет.

Норепинефрин или норепинефрин се синтетишу и чувају у постганглионским влакнима периферних симпатичких нерава. Ова супстанца се такође производи у ћелијама лоцус цоерулеус, у ћелијском скупу званом А6.

Ови неурони се пројектују у хипокампус, амигдалу, таламус и кортекс; који чине дорзални норепинефринегични пут. Чини се да је овај пут укључен у когнитивне функције као што су пажња и памћење.

Вентрални пут, који се повезује са хипоталамусом, изгледа да учествује у вегетативним, неуроендокриним и аутономним функцијама.

С друге стране, допамин може настати и из адреналне медуле и периферних симпатичких живаца. Међутим, ради углавном као неуротрансмитер централног нервног система. На овај начин, јавља се углавном у два подручја можданог стабла: супстанце нигра и вентралног тегменталног подручја.

Конкретно, главне групе допаминергичних ћелија се налазе у вентралном подручју средњег мозга, подручју које се зове "група А9 ћелија". Ова зона обухвата супстанцу нигра. Такође се налазе у ћелијској групи А10 (вентрална тегментална област).

А9 неурони пројицирају своја влакна у каудатно језгро и путамен, формирајући нигростриатални пут. То је основно за контролу мотора.

Док неурони зоне А10 пролазе кроз нуклеус акумбенса, амигдалу и префронтални кортекс, формирајући мезокортиколимбијски пут. То је битно у мотивацији, емоцијама и формирању сећања.

Поред тога, постоји још једна група допаминергичних ћелија у делу хипоталамуса, који се повезује са хипофизом ради вршења хормонских функција..

Постоје и друге језгре у подручју можданог дебла које су повезане са адреналином, као што је подручје пострема и солитарни тракт. Међутим, да би се ослободио адреналин у крви, неопходно је присуство другог неуротрансмитера, ацетилхолина.. 

Ослобађање катехоламина

За ослобађање катехоламина потребно је претходно ослобађање ацетилхолина. Ово ослобађање се може десити, на пример, када откријемо опасност. Ацетилхолин снабдева надбубрежну медулу и производи низ ћелијских догађаја

Резултат је секреција катехоламина у екстрацелуларни простор процесом који се назива егзоцитоза..

Како дјелују у тијелу?

Постоји низ рецептора распоређених по целом телу који се називају адренергични рецептори. Ови рецептори се активирају катехоламинима и одговорни су за широк спектар функција.

Обично, када се допамин, адреналин или норадреналин вежу за ове рецепторе; јавља се реакција бекства или борбе. Тако се повећава број откуцаја срца, напетост мишића и појављује се дилатација ученика. Они такође утичу на гастроинтестинални систем.

Важно је напоменути да катехоламини у крви који ослобађају адреналну медулу испољавају своје ефекте на периферна ткива, али не и на мозак. То је зато што је нервни систем одвојен крвно-можданом баријером.

Постоје и специфични рецептори за допамин, који су од 5 врста. Они се налазе у нервном систему, посебно у хипокампусу, језгру акумбенса, мождане коре, амигдале и супстанце нигре..

Функције

Катеколамини могу модулирати врло различите функције организма. Као што је раније поменуто, могу циркулисати кроз крв или испољити различите ефекте на мозак (као што су неуротрансмитери).

Затим можете научити о функцијама у којима учествују катехоламини:

Кардијалне функције

Повећањем нивоа адреналина (углавном) долази до повећања контрактилне силе срца. Поред тога, учесталост откуцаја се повећава. Ово узрокује повећање снабдевања кисеоником.

Васкуларне функције

Уопштено, повећање катехоламина изазива вазоконстрикцију, односно контракцију крвних судова. Последица је повећање крвног притиска.

Гастроинтестиналне функције

Изгледа да адреналин смањује желудачну и интестиналну покретљивост и секреције. Као и сфинктерна контракција. Адренергички рецептори укључени у ове функције су а1, а2 и б2.

Уринарне функције

Адреналин опушта мишић детрузора мокраћне бешике (тако да може бити више урина). У исто време се смањује тригон и сфинктер како би се омогућило задржавање урина.

Међутим, умерене дозе допамина повећавају доток крви у бубреге, изазивајући диуретички ефекат.

Очне функције

Повећање катехоламина такође производи дилатацију зенице (мидриасис). Поред смањења интраокуларног притиска.

Респираторне функције

Чини се да катехоламини повећавају стопу дисања. Поред тога, има снажне релаксирајуће ефекте. Тако се смањује бронхијални секрет који делује на бронходилататор.

Функције у централном нервном систему

У нервном систему, норадреналин и допамин повећавају вилигантност, пажњу, концентрацију и стимулацију.

То нас тера да брже реагујемо на подражаје и боље учимо и памтимо. Они такође посредују у осећањима задовољства и награде. Међутим, повишени нивои ових супстанци су повезани са проблемима анксиозности. 

Иако изгледа да низак ниво допамина утиче на појаву промена у пажњи, потешкоћама у учењу и депресији.

Мотор функције

Допамин је главни катехоламин укључен у посредовање у контроли покрета. Одговорне области су супстанција нигра и базални ганглији (посебно каудатно језгро).

У ствари, показало се да одсуство допамина у базалним ганглијима представља порекло Паркинсонове болести.

Стресс

Катеколамини су веома важни у регулацији стреса. Нивои ових супстанци се подижу да би припремили наше тело да реагује на потенцијално опасне стимулансе. Овако се појављују борбени или летачки одговори.

Акције на имуни систем

Показало се да стрес утиче на имуни систем, посредован углавном адреналином и норадреналином. Када смо изложени стресу, надбубрежна жлезда ослобађа адреналин, док се норадреналин излучује у нервни систем. Ово инервише органе који су укључени у имуни систем.

Повећање катехоламина на веома дуготрајан начин производи хронични стрес и слабљење имуног система.

Анализа катехоламина у урину и крви

Организам разграђује катехоламине и излучује их кроз урин. Стога, кроз анализу урина, може се уочити количина катехоламина која се лучи у периоду од 24 сата. Овај тест се може обавити и путем теста крви.

Овај тест се обично изводи за дијагнозу тумора у надбубрежним жлездама (феохромоцитом). Тумор у овој области узроковао би отпуштање превише катехоламина. Шта би се одразило на симптоме као што су хипертензија, прекомерно знојење, главобоље, тахикардија и тремор.

Високи нивои катехоламина у мокраћи такође могу манифестовати било који тип прекомерног стреса, као што су инфекције кроз тело, операције или трауматске повреде..

Иако се ови нивои могу променити ако се узимају лекови за крвни притисак, антидепресиве, лекове или кофеин. Поред тога, након што се проведе хладноћа може се повећати ниво катехоламина у анализи.

Међутим, ниске вредности могу указивати на дијабетес или промене у раду нервног система.

Референце

1. Брандан, Н.Ц., Лланос, Б., Цристина, И., Руиз Диаз, Д. А. Н., & Родригуез, А.Н. (2010). Адренал Цатецхоламине Хормонес. Катедра за биохемију Медицинског факултета. [приступ: 02. јануар 2017.]. 
2. Цатецхоламине (с.ф.). Преузето 2. јануара 2017., са Википедиа.орг.
3. Цатецхоламине (21 од 12 од 2009). Преузето из енциклопедије Британница.
4. Катеколамини у крви. (с.ф.). Преузето 2. јануара 2017. из ВебМД-а.
5. Катеколамини у урину. (с.ф.). Преузето 2. јануара 2017. из ВебМД-а.
6. Царлсон, Н.Р. (2006). Физиологија понашања 8. Ед Мадрид: Пеарсон. пп: 117-120.
7. Гомез-Гонзалез, Б., & Есцобар, А. (2006). Стрес и имуни систем. Рев Мек Неуроци, 7 (1), 30-8.
8. Кобаиасхи, К. (2001). Улога сигнализације катехоламина у функцијама мозга и нервног система: нова сазнања из молекуларно-генетичке студије у мишу. У Јоурнал оф Инвестигативе Дерматологи Симпосиум Процеедингс (Вол. 6, бр. 1, стр. 115-121). Натуре Публисхинг Гроуп.
9. Ницолл, РА, Маленка, РЦ, и Кауер, ЈА (1990). Функционално поређење подтипова неуротрансмитерских рецептора у централном нервном систему сисара. Пхисиол Рев. 70: 513-565.