Katekolaminsyntes, frisättning och funktioner

2219
Sherman Hoover

De katekolaminer eller aminohormoner är ämnen som i sin struktur innehåller en katekolgrupp och en sidokedja med en aminogrupp. De kan fungera i vår kropp som hormoner eller som neurotransmittorer.

Katekolaminer är en klass monoaminer som syntetiseras från tyrosin. De viktigaste är dopamin, adrenalin och noradrenalin. De består av mycket viktiga signalsubstanser i vår kropp och har flera funktioner; delta i både neurala och endokrina mekanismer.

Molekylär struktur av noradrenalin (noradrenalin), av katekolaminfamiljen.

Några av de centrala nervsystemets funktioner som de kontrollerar är rörelse, kognition, känslor, inlärning och minne. De spelar också en grundläggande roll i reaktioner på stress. På detta sätt ökar frisättningen av dessa ämnen när fysisk eller emotionell stress upplevs. På mobilnivå modulerar dessa substanser neuronal aktivitet genom att öppna eller stänga jonkanaler enligt de involverade receptorerna..

Katekolaminnivåer kan ses genom blod- och urintester. I själva verket är katekolaminer bundna till cirka 50% av proteinerna i blodet..

Förändringar i neurotransmission av katekolamin verkar förklara vissa neurologiska och neuropsykiatriska störningar. Till exempel är depression associerad med låga nivåer av dessa ämnen, till skillnad från ångest. Å andra sidan verkar dopamin spela en viktig roll vid sjukdomar som Parkinsons och schizofreni.

Artikelindex

  • 1 Biosyntes av katekolaminer
  • 2 Var produceras katekolaminer?
    • 2.1 Noradrenalin eller noradrenalin
    • 2.2 Dopamin
  • 3 Släpp
  • 4 Hur agerar de i kroppen?
  • 5 funktioner
    • 5.1 Hjärtfunktioner
    • 5.2 Vaskulära funktioner
    • 5.3 Gastrointestinala funktioner
    • 5.4 Urinfunktioner
    • 5.5 Ögonfunktioner
    • 5.6 Andningsfunktioner
    • 5.7 Funktioner i centrala nervsystemet
    • 5.8 Motorfunktioner
    • 5.9 Stress
    • 5.10 Åtgärder på immunsystemet
  • 6 Analys av katekolaminer i urin och blod
  • 7 Referenser

Katekolaminbiosyntes

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 (en endogen källa).

Fenylalanin

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

För att ha tillräckliga nivåer av katekolaminer är det viktigt att konsumera livsmedel rik på fenylalanin, såsom rött kött, ägg, fisk, mejeriprodukter, kikärter, linser, nötter etc..

Tyrosin

Kemisk struktur för aminosyran Tyrosin (Källa: Clavecin [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

När det gäller tyrosin finns det i ost. För att katekolaminer ska bildas måste tyrosin syntetiseras av ett hormon som kallas tyrosinhydroxylas. En gång hydroxylerad erhålls L-DOPA (L-3,4-dihydroxifenylalanin).

Dopamin och noradrenalin

Då går DOPA genom en dekarboxyleringsprocess genom enzymet DOPA dekarboxylas och producerar dopamin. 

Dopamin 2D-molekyl.

Från dopamin och tack vare betahydroxylerad dopamin erhålls noradrenalin (även kallad noradrenalin).

Noradrenalinmolekyl

Adrenalin

Adrenalin tillverkas i binjurarnas medulla, som ligger ovanför njurarna. Det härrör från noradrenalin. Epinefrin uppstår när norepinefrin syntetiseras av enzymet fenyletanolamin N-metyltransferas (PNMT). Detta enzym finns endast i celler i binjuremärgen.

Struktur av adrenalin

Å andra sidan produceras hämningen av katekolaminsyntes genom verkan av AMPT (alfa-metyl-p-tyrosin). Detta är ansvarigt för att hämma enzymet tyrosin-hydroxylas.

Var produceras katekolaminer?

De viktigaste katekolaminerna har sitt ursprung i binjurarna, särskilt i binjurarnas medulla hos dessa körtlar. De produceras tack vare celler som kallas kromaffiner: på detta ställe utsöndras adrenalin i 80% och noradrenalin på de återstående 20%.

Dessa två ämnen fungerar som sympatomimetiska hormoner. Det vill säga de simulerar effekterna av hyperaktivitet på det sympatiska nervsystemet. Således, när dessa ämnen släpps ut i blodomloppet, ökar blodtrycket, större muskelsammandragning och en ökning av glukosnivåerna. Samt acceleration av hjärtfrekvens och andning.

Av denna anledning är katekolaminer viktiga för att förbereda sig för stress, kamp eller flykt..

Noradrenalin eller noradrenalin

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

Dessa neuroner skjuter ut mot hippocampus, amygdala, thalamus och cortex; utgör den dorsala noradrenalinvägen. Denna väg verkar vara involverad i kognitiva funktioner som uppmärksamhet och minne.

Den ventrala vägen, som ansluter sig till hypothalamus, verkar delta i vegetativa, neuroendokrina och autonoma funktioner.

Dopamin

Å andra sidan kan dopamin också uppstå från binjuren medulla och perifera sympatiska nerver. Det fungerar dock främst som en neurotransmittor i centrala nervsystemet. På detta sätt förekommer det främst i två områden av hjärnstammen: substantia nigra och det ventrala tegmentala området..

Specifikt finns de största grupperna av dopaminerga celler i den ventrala regionen i mellanhjärnan, ett område som kallas "A9-cellgruppen." Denna zon inkluderar substantia nigra. De finns också i A10-cellgruppen (ventralt tegmentalt område).

A9-neuronerna projicerar sina fibrer till kaudatkärnan och putamen och bildar den nigrostriatala vägen. Detta är viktigt för motorstyrning.

Medan nervcellerna i A10-zonen passerar genom kärnan i accumbens, amygdala och prefrontal cortex och bildar den mesokortikolimbiska vägen. Detta är viktigt för motivation, känslor och minnen.

Dessutom finns det en annan grupp dopaminerga celler i en del av hypotalamus, som ansluter till hypofysen för att utöva hormonella funktioner..

Det finns också andra kärnor i hjärnstammens område som är associerade med adrenalin, såsom området postmas och det ensamma området. För att adrenalin ska släppas ut i blodet är det dock nödvändigt med en annan neurotransmittor, acetylkolin.. 

Släpp

För att frisättningen av katekolaminer ska ske är det nödvändigt att frigöra acetylkolin i förväg. Denna release kan till exempel inträffa när vi upptäcker en fara. Acetylkolin innerverar binjurens medulla och producerar en serie cellulära händelser.

Acetylkolin molekylär struktur

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

Hur agerar de i kroppen?

Det finns ett antal receptorer i hela kroppen som kallas adrenerga receptorer. Dessa receptorer aktiveras av katekolaminer och ansvarar för en mängd olika funktioner..

Vanligtvis när dopamin, adrenalin eller noradrenalin binder till dessa receptorer; det är en kamp eller flykt reaktion. Således ökar hjärtfrekvensen, muskelspänningen ökar och pupillerna utvidgas. De påverkar också mag-tarmsystemet.

Det är viktigt att notera att blodkatekolaminer som frigörs av binjuren medulla utövar sina effekter på perifera vävnader, men inte på hjärnan. Detta beror på att nervsystemet är åtskilt av blod-hjärnbarriären..

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

Funktioner

Katekolaminer kan modulera en mängd olika funktioner i kroppen. Som nämnts ovan kan de cirkulera i blodet eller ha olika effekter på hjärnan (som neurotransmittorer)..

Därefter kommer du att kunna veta vilka funktioner katekolaminer deltar i:

Hjärtfunktioner

Genom en ökning av adrenalinnivåerna (huvudsakligen) ökar hjärts sammandragningskraft. Dessutom ökar hjärtfrekvensfrekvensen. Detta orsakar en ökning av syretillförseln..

Vaskulära funktioner

I allmänhet orsakar en ökning av katekolaminer vasokonstriktion, det vill säga en sammandragning i blodkärlen. Konsekvensen är en ökning av blodtrycket.

Gastrointestinala funktioner

Epinefrin verkar minska gastrisk och tarmmotilitet och utsöndringar. Liksom sammandragning av sfinkterna. De adrenerga receptorerna som är involverade i dessa funktioner är a1, a2 och b2.

Urinvägsfunktioner

Epinefrin slappnar av urinblåsans muskler (så att mer urin kan lagras). Samtidigt kontraherar det trigonen och lukkemuskelen för att tillåta urinretention..

Emellertid ökar måttliga doser av dopamin blodflödet till njurarna och har en diuretisk effekt..

Okulära funktioner

Ökningen av katekolaminer orsakar också en utvidgning av pupillerna (mydriasis). Förutom en minskning av det intraokulära trycket.

Andningsfunktioner

Katekolaminer verkar öka andningsfrekvensen. Dessutom har den kraftfulla avslappnande effekter på bronkierna. Således minskar det bronkialutsöndringar och utövar en bronkdilaterande verkan..

Funktioner i centrala nervsystemet

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

Det får oss att reagera snabbare på stimuli och får oss att lära oss och komma ihåg bättre. De förmedlar också känslor av nöje och belöning. Emellertid har förhöjda nivåer av dessa ämnen associerats med ångestproblem. 

Medan låga dopaminnivåer tycks påverka uppkomsten av störningar i uppmärksamhet, inlärningssvårigheter och depression.

Motorfunktioner

Dopamin är den viktigaste katekolaminen som är involverad i förmedling av rörelsekontroll. De ansvariga områdena är substantia nigra och basala ganglier (speciellt caudatkärnan).

Faktum är att frånvaro av dopamin i basala ganglier har visat sig vara ursprunget till Parkinsons sjukdom..

Påfrestning

Katekolaminer är mycket viktiga för att reglera stress. Nivåerna av dessa ämnen höjs för att förbereda vår kropp för att reagera på potentiellt farliga stimuli. Det här är hur kamp- eller flygensvar visas.

Åtgärder på immunsystemet

Stress har visat sig påverka immunsystemet och förmedlas främst av adrenalin och noradrenalin. När vi utsätts för stress frigör binjurarna adrenalin, medan nervsystemet utsöndrar noradrenalin. Detta innerverar de organ som är involverade i immunsystemet..

En mycket långvarig ökning av katekolaminer ger kronisk stress och en försvagning av immunsystemet.

Analys av katekolaminer i urin och blod

Kroppen bryter ner katekolaminer och utsöndrar dem i urinen. Därför kan mängden katekolaminer som utsöndras under en 24-timmarsperiod observeras genom urinanalys. Detta test kan också göras genom ett blodprov..

Detta test görs vanligtvis för att diagnostisera tumörer i binjurarna (feokromocytom). En tumör i detta område skulle orsaka att för många katekolaminer frigörs. Vad skulle återspeglas i symtom som högt blodtryck, kraftig svettning, huvudvärk, takykardier och skakningar.

Höga nivåer av katekolaminer i urinen kan också manifestera alla typer av överdriven stress, såsom infektioner i hela kroppen, operationer eller traumatiska skador..

Även om dessa nivåer kan ändras om de har tagit mediciner för blodtryck, antidepressiva medel, droger eller koffein. Dessutom kan det ha varit kallt att öka nivåerna av katekolaminer i analysen.

Låga värden kan dock indikera diabetes eller förändringar i nervsystemets aktivitet..

Referenser

  1. Brandan, N. C., Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, D. A. N., & Rodríguez, A. N. (2010). Adrenala katekolaminhormoner. Ordförande för medicinsk fakultet för biokemi. [nås: 02 januari 2017]. 
  2. Katekolamin. (s.f.). Hämtad den 2 januari 2017 från Wikipedia.org.
  3. Katekolamin. (21 av 12 2009). Erhållen från Encyclopædia Britannica.
  4. Katekolaminer i blodet. (s.f.). Hämtad den 2 januari 2017 från WebMD.
  5. Katekolaminer i urin. (s.f.). Hämtad den 2 januari 2017 från WebMD.
  6. Carlson, N.R. (2006). Uppförandefysiologi 8: e upplagan Madrid: Pearson. s: 117-120.
  7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Stress och immunförsvar. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.