Katekolaminer Syntese, Utgivelse og Funksjoner



den katekolaminer (CA) eller aminohormoner er alle de stoffene som inneholder i sin struktur en katekolgruppe og en sidekjede med en aminogruppe. De kan fungere i kroppen som hormoner eller som nevrotransmittere.

Katekolaminer er en klasse av monoaminer som syntetiseres fra tyrosin. De viktigste er dopamin, adrenalin og noradrenalin.

De består av svært viktige nevrotransmittere i kroppen vår og utøver flere funksjoner. De deltar i både nevrale og endokrine mekanismer.

Noen av funksjonene til sentralnervesystemet som styrer er bevegelse, kognisjon, følelser, læring og minne.

Katekolaminer spiller en grunnleggende rolle i stressresponser. På denne måten øker utslippene av disse stoffene når du opplever fysisk eller følelsesmessig stress.

På cellenivå modulerer disse stoffene nevronaktivitet ved å åpne eller lukke ionkanaler i henhold til de involverte reseptorene (Nicoll et al., 1990).

Katecholaminnivåer kan observeres gjennom blod og urintester. Faktisk er katecholaminer bundet til omtrent 50% av proteinene i blod.

Endringer i nevrotransmisjonen av katekolaminer synes å forklare visse nevrologiske og nevropsykiatriske lidelser. For eksempel er depresjon assosiert med lave nivåer av disse stoffene, i motsetning til angst. På den annen side synes dopamin å spille en viktig rolle i sykdommer som Parkinsons og schizofreni.

Biosyntese av katecholaminer

Katekolaminer er avledet fra tyrosin, en aminosyre som utgjør proteiner. Det kan avledes direkte fra kostholdet (som en eksogen kilde) eller syntetiseres i leveren fra fenylalanin (endogen kilde).

Fenylalanin er en essensiell aminosyre for mennesker. Det er oppnådd gjennom kosthold, selv om de også er tilstede i noen psykoaktive stoffer.

For å ha tilstrekkelige nivåer av katecholaminer er det viktig å konsumere fenylalaninrike matvarer som rødt kjøtt, egg, fisk, meieriprodukter, kikærter, linser, nøtter etc..

Det finnes også i aspartam, et søtningsmiddel som brukes mye i brus og diettprodukter. Når det gjelder tyrosin, kan den bli funnet i ost.

For katecholaminer å danne, må tyrosin syntetiseres av et hormon kalt tyrosinhydroksylase. Når en gang er hydroksylert, oppnås L-DOPA (L-3,4-dihydroksyfenylalanin).

Deretter går DOPA gjennom en prosess av dekarboksylering gjennom enzymet DOPA-dekarboksylase, som produserer dopamin. 

Fra dopamin, og takket være beta-hydroksylert dopamin, oppnås noradrenalin (også kalt norepinefrin).

Adrenalin dannes i navet i binyrene, som ligger på nyrene. Det oppstår fra noradrenalin. Adrenalin oppstår når noradrenalin syntetiseres av enzymet fenyletanolamin N-methyltransferase (PNMT). Dette enzymet er bare funnet i adrenalmedulla-celler.

På den annen side er inhiberingen av katecholaminsyntese produsert ved virkningen av AMPT (alfa-metyl-p-tyrosin). Dette er ansvarlig for å hemme enzymet tyrosinhydroksylase.

Der produseres katekolaminer?

Som nevnt oppstår de store katekolaminer i binyrene. Spesielt i binyrens medulla av disse kjertlene. De produseres takket være celler som kalles kromaffiner. På dette stedet utskilles adrenalin med 80% og noradrenalin i de resterende 20%.

Disse to stoffene fungerer som sympatomimetiske hormoner. Det vil si at de simulerer effekten av hyperaktivitet i det sympatiske nervesystemet. Således, når disse stoffene slippes ut i blodet, oppnås en økning i blodtrykk, økt muskelkontraksjon og økte glukose nivåer. I tillegg til akselerasjon av hjertefrekvens og puste.

Av denne grunn er katekolaminer avgjørende for å forberede stress, kamp eller flysvar.

Norepinefrin eller norepinefrin syntetiseres og lagres i postganglioniske fibre i perifere sympatiske nerver. Dette stoffet produseres også i cellene i locus coeruleus, i et celle sett kalt A6.

Disse nevronene prosjekterer til hippocampus, amygdala, thalamus og cortex; utgjør den dorsale norepinefrinegiske banen. Denne banen synes å være involvert i kognitive funksjoner som oppmerksomhet og minne.

Den ventrale ruten, som knytter seg til hypothalamus, ser ut til å delta i vegetative, neuroendokrine og autonome funksjoner.

På den annen side kan dopamin også oppstå fra binyrens medulla og perifere sympatiske nerver. Det fungerer imidlertid hovedsakelig som en nevrotransmitter i sentralnervesystemet. På denne måten forekommer det hovedsakelig i to områder av hjernestammen: substantia nigra og det ventrale tegmentale området.

Spesielt er de store gruppene av dopaminerge celler funnet i den ventrale delen av midbrainen, et område kalt "gruppe av A9-celler". Denne sonen inneholder substantia nigra. De er også lokalisert i cellegruppe A10 (ventral tegmental område).

A9-neuronene projiserer fibrene til kaudatkjernen og putamen som danner nigrostriataleveien. Dette er grunnleggende for motorstyring.

Mens nevronene i sonen A10 går gjennom kjernen til accumbens, amygdalaen og den prefrontale cortexen, danner den mesokortikolimbiske banen. Dette er viktig i motivasjon, følelser og dannelse av minner.

I tillegg er det en annen gruppe dopaminerge celler i en del av hypothalamus, som knytter seg til hypofysen for å utøve hormonelle funksjoner.

Det er også andre kjerner i hjernestammen som er forbundet med adrenalin, som postremaområdet og ensomkanalen. For å frigjøre adrenalin i blodet er imidlertid tilstedeværelsen av en annen nevrotransmitter, acetylkolin, nødvendig.. 

Frigivelse av katekolaminer

For frigjøring av katecholaminer som skal forekomme, er det nødvendig å frigjøre acetylkolin. Denne utgivelsen kan forekomme, for eksempel når vi oppdager en fare. Acetylcholin leverer adrenalmedulla og produserer en serie av cellulære hendelser

Resultatet er sekretasjonen av katekolaminer til det ekstracellulære rommet ved en prosess som kalles eksocytose..

Hvordan virker de i kroppen?

Det er en serie reseptorer fordelt over hele kroppen kalt adrenerge reseptorer. Disse reseptorene aktiveres med katecholaminer, og er ansvarlige for et bredt spekter av funksjoner.

Vanligvis, når dopamin binder adrenalin eller noradrenalin til disse reseptorene; en flukt eller kampreaksjon oppstår. Dermed øker hjertefrekvensen, muskelspenningen og vises en utvidelse av elevene. De påvirker også gastrointestinalsystemet.

Det er viktig å merke seg at katekolaminer i blodet som frigir binyrens medulla, utøver deres virkninger på det perifere vev, men ikke i hjernen. Dette skyldes at nervesystemet er separert av blod-hjernebarrieren.

Det er også spesifikke reseptorer for dopamin, som er av 5 typer. Disse er funnet i nervesystemet, spesielt i hippocampus, kjernen av accumbens, cerebral cortex, amygdala og substantia nigra..

funksjoner

Katekolaminer kan modulere svært forskjellige funksjoner av organismen. Som nevnt tidligere kan de sirkulere gjennom blodet eller utøve forskjellige effekter på hjernen (som nevrotransmittere).

Deretter kan du lære om hvilke funksjoner katekolaminer deltar i:

Hjertefunksjoner

Gjennom en økning i adrenalinnivåer (hovedsakelig), er det en økning i hjertets kontraktile kraft. I tillegg øker frekvensen av beats. Dette medfører økning i oksygenforsyningen.

Vaskulære funksjoner

Generelt gir en økning i katecholaminer en vasokonstriksjon, det vil si en sammentrekning i blodkarene. Konsekvensen er en økning i blodtrykket.

Gastrointestinale funksjoner

Adrenalin synes å redusere mage og tarmmotilitet og sekresjoner. I tillegg til sphincter sammentrekning. De adrenerge reseptorene som er involvert i disse funksjonene er a1, a2 og b2.

Urinfunksjoner

Adrenalin slapper av i blære detrusor muskel (slik at mer urin kan lagres). Samtidig kontrakterer den trigon og sphincter for å tillate urinretensjon.

Imidlertid øker moderate doser dopamin blodstrømmen til nyrene, og utøver en vanndrivende effekt.

Okulære funksjoner

Økningen i katecholaminer produserer også elevutvidelse (mydriasis). I tillegg til en reduksjon i intraokulært trykk.

Åndedrettsfunksjoner

Katecholaminer ser ut til å øke luftveiene. I tillegg har den kraftige bronkial avslappende effekter. Dermed reduseres bronkial sekresjonene som utøver en bronkodilatorvirkning.

Funksjoner i sentralnervesystemet

I nervesystemet øker noradrenalin og dopamin viligansen, oppmerksomheten, konsentrasjonen og stimulusbehandling.

Det gjør oss til å reagere raskere for stimuli og lære og huske bedre. De formidler også i følelser av glede og belønning. Imidlertid har forhøyede nivåer av disse stoffene vært forbundet med angstproblemer. 

Mens lave nivåer av dopamin ser ut til å påvirke utseendet av endringer i oppmerksomhet, læringsproblemer og depresjon.

Motorfunksjoner

Dopamin er hovedkatecholamin som er involvert i å formidle kontrollen av bevegelser. De ansvarlige områdene er substantia nigra og basal ganglia (spesielt caudate kjernen).

Faktisk har et fravær av dopamin i basalganglia vist seg å være opprinnelsen til Parkinsons sykdom.

stresset

Katekolaminer er svært viktige i reguleringen av stress. Nivåene av disse stoffene blir hevet for å forberede kroppen vår til å reagere på potensielt farlige stimuli. Slik ser kampene eller flyresponsene fram.

Tiltak på immunsystemet

Det har vist seg at stress påvirker immunforsvaret, som medieres hovedsakelig av adrenalin og noradrenalin. Når vi blir utsatt for stress, frigir binyrene adrenalin, mens noradrenalin utskilles i nervesystemet. Dette innerverer organene som er involvert i immunforsvaret.

En økning i katecholaminer på en svært langvarig måte, produserer kronisk stress og svekkelse av immunsystemet.

Analyse av katekolaminer i urin og blod

Organismen bryter ned katekolaminer og utskiller dem gjennom urinen. Derfor, gjennom en urinanalyse, kan mengden katecholaminer som utskilles i en 24-timers periode, observeres. Denne testen kan også gjøres gjennom en blodprøve.

Denne testen utføres vanligvis for å diagnostisere svulster i binyrene (feokromocytom). En svulst i dette området vil føre til at for mange katekolaminer frigjøres. Hva ville gjenspeile seg i symptomer som hypertensjon, overdreven svette, hodepine, takykardi og tremor.

Høye nivåer av katecholaminer i urinen kan også manifestere enhver form for overdreven stress, for eksempel infeksjoner gjennom hele kroppen, operasjoner eller traumatiske skader.

Selv om disse nivåene kan endres dersom medisiner har blitt tatt for blodtrykk, antidepressiva, narkotika eller koffein. I tillegg, etter å ha brukt kaldt, kan katecholaminnivåene øke i analysen.

Men lave verdier kan tyde på diabetes eller endringer i nervesystemet.

referanser

  1. Brandan, N.C., Llanos, B., Cristina, I., RuizDíaz, D.A. N., & Rodríguez, A.N. (2010). Binyrene katekolamin hormoner. Leder av biokjemi fakultet for medisin. [tilgang: 2. januar 2017]. 
  2. Katekolaminer. (N.d.). Hentet 2. januar 2017, fra Wikipedia.org.
  3. Katekolaminer. (21 av 12 av 2009). Hentet fra Encyclopædia Britannica.
  4. Katekolaminer i blod. (N.d.). Hentet 2. januar 2017, fra WebMD.
  5. Katekolaminer i urin (N.d.). Hentet 2. januar 2017, fra WebMD.
  6. Carlson, N.R. (2006). Fysiologi av oppførsel 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 av katekolamin signalering i hjernen og nervesystemet funksjoner: ny innsikt fra mus molekylær genetisk studie. I Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings (vol. 6, nr. 1, s. 115-121). Nature Publishing Group.
  9. Nicoll, RA, Malenka, RC og Kauer, JA (1990). Funksjonell sammenligning av subtypene til nevrotransmitterreseptorer i sentralnervesystemet hos pattedyr. Physiol Rev .; 70: 513-565.