KATEHOLAMINI: SINTEZA, SPROŠČANJE IN DELOVANJE - NEVROPSIHOLOGIJA - 2026

V kateholamini ali aminohormonas so snovi, ki vsebujejo v svoji sestavi skupino kateholno in stransko verigo z amino skupino. V našem telesu lahko delujejo kot hormoni ali kot nevrotransmiterji.

Kateholamini so razred monoaminov, ki se sintetizirajo iz tirozina. Glavni so dopamin, adrenalin in norepinefrin. Sestavljeni so iz zelo pomembnih nevrotransmiterjev v našem telesu in imajo več funkcij; sodelujejo tako v nevronskih kot tudi v endokrinih mehanizmih.

Molekularna zgradba norepinefrina (noradrenalina) iz družine kateholaminov.

Nekatere funkcije centralnega živčnega sistema, ki jih nadzorujejo, so gibanje, spoznanje, čustva, učenje in spomin. Prav tako igrajo temeljno vlogo pri odzivih na stres. Na ta način se sprosti teh snovi, ko pride do fizičnega ali čustvenega stresa. Na celični ravni te snovi modulirajo nevronsko aktivnost tako, da odpirajo ali zapirajo ionske kanale glede na vpletene receptorje.

Ravni kateholamina je mogoče razbrati s pomočjo krvi in ​​urina. V resnici se kateholamini vežejo na približno 50% beljakovin v krvi.

Spremembe v nevrotransmisiji kateholaminov pojasnjujejo nekatere nevrološke in nevropsihiatrične motnje. Na primer, depresija je povezana z nizko vsebnostjo teh snovi, za razliko od tesnobe. Po drugi strani se zdi, da ima dopamin bistveno vlogo pri boleznih, kot sta Parkinsonova bolezen in shizofrenija.

Biosinteza kateholaminov

Kateholamini so pridobljeni iz tirozina, aminokisline, ki tvori beljakovine. Lahko je pridobljen neposredno iz prehrane (kot eksogeni vir) ali sintetiziran v jetrih iz fenilalanina (kot endogeni vir).

Fenilalanin

Fenilalanin je esencialna aminokislina za človeka. Dobimo ga s prehrano, čeprav so prisotne tudi v nekaterih psihoaktivnih snoveh.

Za zadostno raven kateholaminov je pomembno, da uživate živila, bogata s fenilalaninom, kot so rdeče meso, jajca, ribe, mlečni izdelki, čičerika, leča, oreški itd.

Tirozin

Kemična zgradba aminokisline tirozin (vir: Clavecin via Wikimedia Commons)

Kar zadeva tirozin, ga lahko najdemo v siru. Da se kateholamini tvorijo, mora tirozin sintetizirati hormon, imenovan tirozin hidroksilaza. Ko je hidroksiliran, dobimo L-DOPA (L-3,4-dihidroksifenilalanin).

Dopamin in norepinefrin

Nato gre DOPA skozi proces dekarboksilacije skozi encim DOPA dekarboksilazo, pri čemer nastane dopamin.

2D molekula dopamina.

Iz dopamina in zahvaljujoč beta-hidroksiliranemu dopaminu dobimo norepinefrin (imenovan tudi norepinefrin).

Norepinefrinska molekula

Adrenalin

Epinefrin nastaja v medili nadledvičnih žlez, ki se nahaja nad ledvicami. Izhaja iz norepinefrina. Epinefrin nastane, ko norepinefrin sintetizira encim feniletanolamin N-metiltransferaza (PNMT). Ta encim najdemo le v celicah nadledvične medule.

Struktura adrenalina

Po drugi strani pa inhibicija sinteze kateholamina nastane z delovanjem AMPT (alfa metil-p-tirozina). Ta je odgovoren za zaviranje encima tirozin-hidroksilaza.

Kje se proizvajajo kateholamini?

Glavni kateholamini izvirajo iz nadledvičnih žlez, natančneje v nadledvični žlezi teh žlez. Nastanejo zahvaljujoč celicam, imenovanim krommafin: na tem mestu se adrenalin izloča v 80%, noradrenalin pa v preostalih 20%.

Ti dve snovi delujeta kot simpatomimetični hormoni. Se pravi, da simulirajo učinke hiperaktivnosti na simpatični živčni sistem. Tako se ob sproščanju teh snovi v krvni obtok pojavi povišanje krvnega tlaka, večje krčenje mišic in zvišanje ravni glukoze. Kot tudi pospeševanje srčnega utripa in dihanja.

Zaradi tega so kateholamini bistveni za pripravo na stres, boj ali odziv na let.

Norepinefrin ali norepinefrin

Norepinefrin ali norepinefrin se sintetizira in hrani v postganglionskih vlaknih perifernih simpatičnih živcev. Ta snov se proizvaja tudi v celicah locus coeruleus, v celični skupini, imenovani A6.

Ti nevroni štrlijo na hipokampus, amigdalo, talamus in skorjo; ki predstavlja dorzalno norepinefrinealno pot. Zdi se, da je ta pot vključena v kognitivne funkcije, kot sta pozornost in spomin.

Zdi se, da ventralna pot, ki se povezuje s hipotalamusom, sodeluje v vegetativni, nevroendokrini in avtonomni funkciji.

Dopamin

Po drugi strani lahko dopamin nastane tudi iz nadledvične medule in perifernih simpatičnih živcev. Vendar deluje predvsem kot nevrotransmiter v centralnem živčnem sistemu. Na ta način se pojavlja predvsem na dveh področjih možganskega stebla: substantia nigra in ventralno tegmentalno območje.

Konkretno, največje skupine dopaminergičnih celic najdemo v ventralnem predelu srednjega mozga, območju, imenovanem "celična skupina A9." To območje vključuje črno snov. Nahajajo se tudi v celici skupine A10 (ventralno tegmentalno območje).

Nevroni A9 projicirajo svoja vlakna v jedro kaudata in na putamen, tako da tvorijo nigrostriatalno pot. To je nujno za nadzor motorja.

Medtem ko nevroni A10 cone prehajajo skozi jedro akumens, amigdalo in prefrontalno skorjo, tvorijo mezokortikolimbično pot. To je nujno pri motivaciji, čustvih in oblikovanju spominov.

Poleg tega obstaja še ena skupina dopaminergičnih celic v delu hipotalamusa, ki se povezuje s hipofizo za izvajanje hormonskih funkcij.

Na območju možganskega stebla obstajajo tudi druga jedra, ki so povezana z adrenalinom, na primer območje postme in solitarnega trakta. Da pa se adrenalin sprosti v kri, je potrebna prisotnost drugega nevrotransmiterja, acetilholina.

Izpustite

Za sproščanje kateholaminov je potrebno predhodno sproščanje acetilholina. Do tega izpusta lahko pride, na primer, ko zaznamo nevarnost. Acetilholin inervira nadledvično medulo in ustvari vrsto celičnih dogodkov.

Molekularna struktura acetilholina

Rezultat je izločanje kateholaminov v zunajcelični prostor s postopkom, imenovanim eksocitoza.

Kako delujejo v telesu?

Obstaja vrsta receptorjev, razporejenih po telesu, ki se imenujejo adrenergični receptorji. Te receptorje aktivirajo kateholamini in so odgovorni za najrazličnejše funkcije.

Običajno se na te receptorje vežejo dopamin, epinefrin ali norepinefrin; pride do boja ali reakcije letenja. Tako se poveča srčni utrip, poveča se mišična napetost in zenice se širijo. Vplivajo tudi na prebavila.

Pomembno je opozoriti, da kateholamini v krvi, ki jih sprošča nadledvična medula, vplivajo na periferna tkiva, ne pa tudi na možgane. To je zato, ker je živčni sistem ločen s krvno-možgansko pregrado.

Obstajajo tudi posebni receptorji za dopamin, ki so 5 vrst. Te najdemo v živčnem sistemu, zlasti v hipokampusu, jedrnih jezerih, možganski skorji, amigdali in substantia nigra.

Lastnosti

Kateholamini lahko modulirajo zelo raznolike funkcije telesa. Kot že omenjeno, lahko krožijo v krvi ali imajo različne učinke v možganih (kot nevrotransmiterji).

Nato boste lahko poznali funkcije, v katerih sodelujejo kateholamini:

Srčne funkcije

Skozi povečanje ravni adrenalina (v glavnem) pride do povečanja kontraktilne sile srca. Poleg tega se poveča pogostost srčnega utripa. To povzroči povečanje oskrbe s kisikom.

Vaskularne funkcije

Na splošno povečanje kateholaminov povzroči vazokonstrikcijo, torej krčenje krvnih žil. Posledica je zvišanje krvnega tlaka.

Prebavne funkcije

Zdi se, da epinefrin zmanjšuje gibljivost in želodčno in črevesno izločanje. Kot tudi krčenje sfinkterjev. Adrenergični receptorji, ki sodelujejo pri teh funkcijah, so a1, a2 in b2.

Urinske funkcije

Epinefrin sprosti mišice detruzorja mehurja (tako lahko shranimo več urina). Hkrati stisne trigon in sfinkter, da omogoči zadrževanje urina.

Vendar zmerni odmerki dopamina povečujejo pretok krvi v ledvice, kar povzroča diuretični učinek.

Očesne funkcije

Povečanje kateholaminov povzroči tudi dilatacijo zenic (midriaza). Poleg zmanjšanja intraokularnega tlaka.

Dihalne funkcije

Kateholamini povečajo hitrost dihanja. Poleg tega ima močne bronhialne sproščujoče učinke. Tako zmanjšuje izločanje bronhijev, izvaja bronhodilatatorno delovanje.

Funkcije v centralnem živčnem sistemu

V živčnem sistemu norepinefrin in dopamin povečujeta budnost, pozornost, koncentracijo in predelavo dražljajev.

Hitreje se odzivamo na dražljaje in nas lažje učijo in zapomnijo. Posredujejo tudi občutke ugodja in nagrade. Povišane ravni teh snovi pa so povezane s težavami tesnobe.

Medtem ko zdi, da nizka raven dopamina vpliva na pojav motenj v pozornosti, učnih težav in depresije.

Motorne funkcije

Dopamin je glavni kateholamin, ki sodeluje pri posredovanju nadzora nad gibi. Zadevna območja so substantia nigra in bazalni gangliji (zlasti jedro kaudata).

Dejansko je bilo dokazano, da je odsotnost dopamina v bazalnih ganglijih izvor Parkinsonove bolezni.

Stres

Kateholamini so zelo pomembni pri uravnavanju stresa. Ravni teh snovi so zvišane, da naše telo pripravi na odzivanje na potencialno nevarne dražljaje. Tako se pojavljajo odzivi na boj ali beg.

Učinki na imunski sistem

Dokazano je, da stres vpliva na imunski sistem, saj ga posredujeta predvsem adrenalin in norepinefrin. Ko smo izpostavljeni stresu, nadledvična žleza sprošča adrenalin, živčni sistem pa izloča norepinefrin. To inervira organe, ki sodelujejo v imunskem sistemu.

Zelo dolgotrajno povečanje kateholaminov povzroči kronični stres in oslabi imunski sistem.

Analiza kateholaminov v urinu in krvi

Telo razgradi kateholamine in jih izloči z urinom. Zato lahko z analizo urina opazimo količino kateholaminov, izločenih v 24-urnem obdobju. Ta test se lahko opravi tudi s krvno preiskavo.

Ta test se običajno opravi za diagnosticiranje tumorjev v nadledvičnih žlezah (feokromocitom). Tumor na tem območju bi povzročil sproščanje preveč kateholaminov. Kaj bi se odražalo v simptomih, kot so hipertenzija, prekomerno potenje, glavoboli, tahikardija in tresenje.

Visoka raven kateholaminov v urinu lahko kaže tudi kakršno koli pretirano obremenitev, na primer okužbe po telesu, operacije ali travmatične poškodbe.

Čeprav se te ravni lahko spremenijo, če so jemali zdravila za krvni tlak, antidepresive, droge ali kofein. Poleg tega lahko prehlad poveča zvišanje ravni kateholaminov v analizi.

Vendar lahko nizke vrednosti kažejo na sladkorno bolezen ali spremembe v živčnem sistemu.

Reference

1. Brandan, NC, Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, DAN, & Rodríguez, AN (2010). Nadledvični kateholaminski hormoni. Katedra za biokemijsko medicinsko fakulteto. .
2. Kateholamin. (sf). Pridobljeno 2. januarja 2017 z Wikipedije.org.
3. Kateholamin. (21. 12. 12. 2009). Pridobljeno iz Encyclopædia Britannica.
4. Kateholamini v krvi. (sf). Pridobljeno 2. januarja 2017 s spletnega mesta WebMD.
5. Kateholamini v urinu. (sf). Pridobljeno 2. januarja 2017 s spletnega mesta WebMD.
6. Carlson, NR (2006). Fiziologija vedenja 8. izd. Madrid: Pearson. pp: 117-120.
7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Stres in imunski sistem. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30–8.