Katekolaminer Syntes, frisättning och funktioner

den katekolaminer (CA) eller aminohormoner är alla de substanser som i sin struktur innehåller en katekolgrupp och en sidokedja med en aminogrupp. De kan arbeta i kroppen som hormoner eller som neurotransmittorer.

Katekolaminer är en klass av monoaminer som syntetiseras från tyrosin. De viktigaste är dopamin, adrenalin och noradrenalin.

De består av mycket viktiga neurotransmittorer i vår kropp och utövar flera funktioner. De deltar i både neurala och endokrina mekanismer.

Några av funktionerna i det centrala nervsystemet som styr är rörelse, kognition, känslor, lärande och minne.

Katekolaminer spelar en grundläggande roll i stressresponser. På så sätt ökar frisättningen av dessa substanser när du upplever fysisk eller känslomässig stress.

På cellnivå modulerar dessa substanser neuronal aktivitet genom att öppna eller stänga jonkanaler enligt de involverade receptorerna (Nicoll et al., 1990).

Katecholaminnivåer kan observeras genom blod och urintester. I själva verket är katekolaminer bundna till cirka 50% av proteinerna i blod.

Förändringar i neurotransmissionen av katekolaminer verkar förklara vissa neurologiska och neuropsykiatriska störningar. Till exempel är depression associerad med låga halter av dessa substanser, i motsats till ångest. Å andra sidan verkar dopamin spela en viktig roll vid sjukdomar som Parkinsons och schizofreni.

Biosyntes av katekolaminer

Katekolaminer härrör från tyrosin, en aminosyra som utgör proteiner. Det kan härledas direkt från kosten (som en exogen källa) eller syntetiseras i levern från fenylalanin (endogen källa).

Fenylalanin är en essentiell aminosyra för människor. Det erhålls genom diet, även om de också är närvarande i vissa psykoaktiva ämnen.

För att ha tillräckliga nivåer av katekolaminer är det viktigt att konsumera fenylalaninrika livsmedel som rött kött, ägg, fisk, mejeriprodukter, kikärter, linser, nötter, etc..

Det finns också i aspartam, ett sötningsmedel som ofta används i läskedrycker och dietprodukter. När det gäller tyrosin, kan den hittas i ost.

För att katekolaminerna ska bildas, måste tyrosin syntetiseras av ett hormon som kallas tyrosinhydroxylas. En gång hydroxylerad erhålles L-DOPA (L-3,4-dihydroxifenylalanin).

Därefter går DOPA genom en process av dekarboxylering genom enzymet DOPA-dekarboxylas, vilket producerar dopamin. 

Från dopamin och tack vare beta-hydroxylerad dopamin uppnås noradrenalin (även kallad norepinefrin).

Adrenalin bildas i adrenalkörtlarna, som ligger på njurarna. Det härrör från noradrenalin. Adrenalin uppstår när noradrenalin syntetiseras av enzymet fenyletanolamin N-metyltransferas (PNMT). Detta enzym återfinns bara i adrenalmedulla-celler.

Å andra sidan framställs inhiberingen av katekolaminsyntes genom verkan av AMPT (alfa-metyl-p-tyrosin). Detta är ansvarigt för att hämma enzymet tyrosinhydroxylas.

Där catecholaminer produceras?

Som noterat härrör de stora katekolaminerna i binjurarna. Specifikt i binjur medulla av dessa körtlar. De produceras tack vare celler som kallas kromaffiner. På denna plats utsöndras adrenalin med 80% och noradrenalin i de återstående 20%.

Dessa två ämnen fungerar som sympatomimetiska hormoner. Det vill säga de simulerar effekterna av hyperaktivitet i det sympatiska nervsystemet. Således, när dessa substanser släpps ut i blodomloppet, upplevs en ökning av blodtrycket, ökad muskelkontraktion och ökade glukosnivåer. Förutom acceleration av hjärtfrekvens och andning.

Av detta skäl är katekolaminer avgörande för att förbereda stress, kamp eller flygrespons.

Norepinefrin eller noradrenalin syntetiseras och lagras i postganglioniska fibrer i perifera sympatiska nerver. Detta ämne produceras också i cellerna i locus coeruleus, i en celluppsättning som heter A6.

Dessa neuroner projekterar till hippocampus, amygdala, talamus och cortex; som utgör den dorsala norepinefrinegiska vägen. Denna väg verkar vara inblandad i kognitiva funktioner som uppmärksamhet och minne.

Den ventrala vägen, som förbinder sig med hypotalamus, verkar delta i vegetativa, neuroendokrina och autonoma funktioner.

Å andra sidan kan dopamin också uppstå från binjurmedulla och perifera sympatiska nerver. Det fungerar emellertid huvudsakligen som en neurotransmittor i centrala nervsystemet. På så sätt sker det mest i två delar av hjärnstammen: substantia nigra och ventral tegmentalområdet.

Specifikt finns de stora grupperna av dopaminerga celler i den ventrala delen av midbrainen, ett område som kallas "grupp av A9-celler". Denna zon innehåller substantia nigra. De befinner sig också i cellgrupp A10 (ventral tegmental area).

A9-neuronerna projicerar sina fibrer till caudatkärnan och putamen som bildar den nigrostriatala vägen. Detta är grundläggande för motorstyrning.

Medan neuronerna i zon A10 passerar genom kärnan av accumbens, amygdalaen och prefrontal cortex som bildar den mesokortikolimbiska vägen. Detta är viktigt i motivation, känslor och bildning av minnen.

Dessutom finns en annan grupp dopaminerga celler i en del av hypothalamus, som förbinder sig med hypofysen att utöva hormonella funktioner.

Det finns också andra kärnor i hjärnstammen som är associerade med adrenalin, såsom postremaområdet och ensomkanalen. För att frigöra adrenalin i blodet är emellertid närvaron av en annan neurotransmittor, acetylkolin, nödvändig.. 

Frisättning av katekolaminer

För frisättningen av katekolaminerna att förekomma är den tidigare frisättningen av acetylkolin nödvändig. Denna frisättning kan uppstå, till exempel när vi upptäcker en fara. Acetylkolin levererar adrenalmedulla och producerar en serie cellhändelser

Resultatet är utsöndringen av katekolaminer i det extracellulära utrymmet genom en process som kallas exocytos..

Hur verkar de i kroppen?

Det finns en serie receptorer fördelade i hela kroppen som kallas adrenerge receptorer. Dessa receptorer aktiveras med katekolaminer och ansvarar för en mängd olika funktioner.

Vanligen binder adrenalin eller noradrenalin när dessa dopaminer till dessa receptorer; en flykt eller kampreaktion uppstår. Således ökar hjärtfrekvensen, muskelspänningen och framträder en utvidgning av eleverna. De påverkar också gastrointestinala systemet.

Det är viktigt att notera att blodet katekolaminfrisättningen binjuremärgen utövar sina effekter i perifera vävnader, men inte i hjärnan. Detta beror på att nervsystemet separeras av blod-hjärnbarriären.

Det finns också specifika receptorer för dopamin, som är av 5 typer. De befann sig i nervsystemet, särskilt i hippocampus, nucleus accumbens, cerebral cortex, amygdala och substantia nigra.

funktioner

Katekolaminer kan modulera mycket olika funktioner hos organismen. Som tidigare nämnts kan de cirkulera genom blodet eller utöva olika effekter på hjärnan (såsom neurotransmittorer).

Därefter kan du lära dig om vilka funktioner katekolaminerna deltar i:

Hjärtfunktioner

Genom en ökning av adrenalinhalten (främst) är det en ökning av hjärtens kontraktile kraft. Dessutom ökar frekvensen av slag. Detta medför en ökning av syreförsörjningen.

Vaskulära funktioner

Generellt orsakar en ökning av katekolaminer en vasokonstriktion, det vill säga en kontraktion i blodkärlen. Konsekvensen är en ökning av blodtrycket.

Gastrointestinala funktioner

Adrenalin verkar minska mag- och tarmmotilitet och sekret. Förutom sfinkter sammandragning. De adrenerge receptorerna som är inblandade i dessa funktioner är a1, a2 och b2.

Urinfunktioner

Adrenalin slappnar av i urinblåsans muskler (så att mer urin kan lagras). Samtidigt kontraherar den trigon och sfinkter för att tillåta urinretention.

Måttliga doser av dopamin ökar emellertid blodflödet till njurarna och utövar en diuretisk effekt.

Okulära funktioner

Ökningen av katekolaminer producerar också pupilutvidgning (mydriasis). Förutom en minskning av intraokulärt tryck.

Andningsfunktioner

Katekolaminerna verkar öka andningsfrekvensen. Dessutom har den kraftiga bronkial avslappnande effekter. Sålunda minskar den bronkial sekretionen som utövar en bronkodilatorverkan.

Funktioner i det centrala nervsystemet

I nervsystemet ökar noradrenalin och dopamin viljans, uppmärksamhet, koncentration och stimulansbehandling.

Det får oss att reagera snabbare för att stimulera och lära oss och komma ihåg bättre. De förmedlar också i känslor av nöje och belöning. Höjda nivåer av dessa substanser har emellertid varit associerade med ångestproblem. 

Medan låga halter dopamin verkar påverka utseendet av förändringar i uppmärksamhet, inlärningssvårigheter och depression.

Motorfunktioner

Dopamin är den huvudsakliga katekolamin som är inblandad i att förmedla kontrollen över rörelser. De ansvariga områdena är substantia nigra och de basala ganglierna (särskilt caudate-kärnan).

Faktum är att en frånvaro av dopamin i de basala ganglierna har visat sig vara upphov till Parkinsons sjukdom.

påkänning

Katekolaminer är mycket viktiga vid reglering av stress. Nivåerna av dessa ämnen är upptagna för att förbereda vår kropp för att reagera på potentiellt farliga stimuli. Så här ser kampen eller flygsvaret ut.

Åtgärder på immunsystemet

Det har visats att stress påverkar immunsystemet, som främjas främst av adrenalin och noradrenalin. När vi utsätts för stress, släpper binjuran adrenalin, medan noradrenalin utsöndras i nervsystemet. Det här intjänar de organ som är involverade i immunsystemet.

En ökning av katekolaminer på ett mycket långvarigt sätt, orsakar kronisk stress och försvagning av immunsystemet.

Analys av katekolaminer i urin och blod

Kroppen bryter ner katekolaminer och utsöndras via urinen. Därför kan man genom en urinanalys observera mängden katekolaminer som utsöndras under en 24-timmarsperiod. Detta test kan också göras genom ett blodprov.

Detta test utförs vanligen för att diagnostisera tumörer i binjurarna (feokromocytom). En tumör i detta område skulle orsaka att många katekolaminer frisätts. Vad skulle återspeglas i symtom som högt blodtryck, överdriven svettning, huvudvärk, takykardi och tremor.

Höga nivåer av katekolaminer i urinen kan också visa någon form av överdriven stress, såsom infektioner i kroppen, operationer eller traumatiska skador.

Även om dessa nivåer kan förändras om läkemedel har tagits för blodtryck, antidepressiva medel, droger eller koffein. Dessutom har man spenderat kallt kan öka katecholaminnivåerna i analysen.

Låga värden kan dock indikera diabetes eller förändringar i nervsystemet.

referenser

1. Brandan, N.C., Llanos, B., Cristina, I., RuizDíaz, D.A. N., & Rodríguez, A.N. (2010). Binjurkatecholaminhormoner. Ordförande i Biochemistry Faculty of Medicine. [tillgång: 02 januari 2017]. 
2. Katekolamin. (N.D.). Hämtad den 2 januari 2017, från Wikipedia.org.
3. Katekolamin. (21 av 12 av 2009). Hämtat från Encyclopædia Britannica.
4. Katekolaminer i blod. (N.D.). Hämtad den 2 januari 2017, från WebMD.
5. Katekolaminer i urin. (N.D.). Hämtad den 2 januari 2017, från WebMD.
6. Carlson, N.R. (2006). Beteendefysiologi 8: e utg. Madrid: Pearson. pp: 117-120.
7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Stress och immunförsvar. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.
8. Kobayashi, K. (2001). Rollen av katekolamin signaleringen i hjärnan och nervsystemet funktioner: nya insikter från mus molekylärgenetisk studie. I Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings (volym 6, nr 1, sid 115-121). Nature Publishing Group.
9. Nicoll, RA, Malenka, RC och Kauer, JA (1990). Funktionell jämförelse av subtyperna av neurotransmittorreceptorer i däggdjurets centrala nervsystem. Physiol Rev. 70: 513-565.