Sinteza, eliberarea și funcțiile catecolaminelor

catecolamine (CA) sau aminohormone sunt toate acele substanțe care conțin în structura lor un grup catechol și o catenă laterală cu un grup amino. Ei pot lucra în corpul nostru ca hormoni sau neurotransmițători.

Catecolaminele sunt o clasă de monoamine care sunt sintetizate din tirozină. Principalele sunt dopamina, adrenalina și noradrenalina.

Acestea constau în neurotransmițători foarte importanți în corpul nostru și exercită multiple funcții. Ei participă atât la mecanismele neuronale cât și la cele endocrine.

Unele dintre funcțiile sistemului nervos central care controlează mișcarea, cunoașterea, emoțiile, învățarea și memoria.

Catecolaminele joacă un rol fundamental în răspunsurile la stres. În acest fel, eliberarea acestor substanțe crește atunci când suferiți de stres fizic sau emoțional.

La nivel celular, aceste substanțe modulează activitatea neuronală prin deschiderea sau închiderea canalelor ionice în funcție de receptorii implicați (Nicoll și colab., 1990).

Nivelurile de catecolamină pot fi observate prin teste de sânge și urină. De fapt, catecolaminele sunt legate la aproximativ 50% din proteinele din sânge.

Modificările neurotransmisiei catecolaminelor par să explice anumite tulburări neurologice și neuropsihiatrice. De exemplu, depresia este asociată cu un nivel scăzut al acestor substanțe, spre deosebire de anxietate. Pe de altă parte, dopamina pare să joace un rol esențial în bolile precum Parkinson și schizofrenia.

Biosinteza catecolaminelor

Catecolaminele sunt derivate din tirozină, un aminoacid care alcătui proteine. Poate fi derivat direct din dietă (ca sursă exogenă) sau sintetizat în ficat de fenilalanină (o sursă endogenă).

Fenilalanina este un aminoacid esențial pentru oameni. Se obține prin dietă, deși acestea sunt prezente și în unele substanțe psihoactive.

Pentru a avea niveluri adecvate de catecolamine, este important să consumăm alimente bogate în fenilalanină, cum ar fi carnea roșie, ouăle, peștele, produsele lactate, năutul, lămâia, nucile etc.

Se găsește, de asemenea, în aspartam, un îndulcitor utilizat pe scară largă în băuturile răcoritoare și produsele dietetice. În ceea ce privește tirozina, se poate găsi în brânză.

Pentru ca catecholaminele să se formeze, tirozina trebuie să fie sintetizată de un hormon numit tirozină hidroxilază. Odată hidroxilat, se obține L-DOPA (L-3,4-dihidroxifenilalanină).

Apoi, DOPA trece printr-un proces de decarboxilare prin enzima DOPA decarboxilază, producând dopamină.

Din dopamină și datorită dopaminei beta-hidroxilate, se obține noradrenalina (denumită și norepinefrină).

Adrenalina se formează în măduva glandelor suprarenale, care se află pe rinichi. Se naste din noradrenalina. Adrenalina apare atunci când noradrenalina este sintetizată de enzima feniletanolamină N-metiltransferază (PNMT). Această enzimă se găsește numai în celulele meduliei suprarenale.

Pe de altă parte, inhibarea sintezei catecolaminelor se produce prin acțiunea AMPT (alfa-metil-p-tirozină). Acest lucru este responsabil pentru inhibarea enzimei hidroxilazei tirozinei.

Unde sunt produși catecholaminele?

După cum sa menționat, principalele catecholamine provin din glandele suprarenale. Mai exact, în maduva suprarenală a acestor glande. Ele sunt produse datorită celulelor numite cromafine. În acest loc, adrenalina este secretă cu 80%, iar noradrenalina în restul de 20%.

Aceste două substanțe acționează ca hormoni simpatomimetici. Adică simulează efectele hiperactivității în sistemul nervos simpatic. Astfel, atunci când aceste substanțe sunt eliberate în sânge, se înregistrează o creștere a tensiunii arteriale, o contracție musculară crescută și creșterea nivelului de glucoză. Pe lângă accelerarea ritmului cardiac și respirația.

Din acest motiv, catecolaminele sunt esențiale pentru a pregăti stresul, lupta sau răspunsurile la zbor.

Norepinefrina sau norepinefrina este sintetizată și depozitată în fibrele postganglionare ale nervilor simpatici periferici. Această substanță este, de asemenea, produsă în celulele locus coeruleus, într-un set de celule numit A6.

Acești neuroni se proiectează spre hipocamp, amigdala, talamus și cortex; constituind calea dorsală norepinefrine. Această cale pare a fi implicată în funcțiile cognitive, cum ar fi atenția și memoria.

Calea ventrală, care se conectează cu hipotalamusul, pare să participe la funcțiile vegetative, neuroendocrine și autonome.

Pe de altă parte, dopamina poate apărea și din mediul suprarenale și din nervii simpatici periferici. Cu toate acestea, funcționează în principal ca neurotransmițător al sistemului nervos central. În acest fel, apare mai ales în două zone ale creierului: substantia nigra și zona tegmentală ventrală.

În mod specific, principalele grupe de celule dopaminergice se găsesc în regiunea ventrală a midbrainului, o zonă denumită "grup de celule A9".Această zonă include substantia nigra. Acestea sunt, de asemenea, situate în grupul celular A10 (zona tegmentală ventrală).

Neuronii A9 își proiectează fibrele la nucleul caudat și la putamen, formând calea nigrostriatală. Acest lucru este fundamental pentru controlul motorului.

În timp ce neuronii din zona A10 trec prin nucleul accumbens, amigdala și cortexul prefrontal, formând calea mezocorticolimbică. Acest lucru este esențial în motivarea, emoțiile și formarea amintirilor.

În plus, există un alt grup de celule dopaminergice într-o parte a hipotalamusului, care se conectează cu glanda hipofizară pentru a exercita funcții hormonale.

Există și alte nuclee în zona creierului stem care sunt asociate cu adrenalina, cum ar fi zona postrema și tractul solitar. Cu toate acestea, pentru a elibera adrenalina in sange, este necesara prezenta unui alt neurotransmitator, acetilcolina.

Eliberarea catecolaminelor

Pentru eliberarea catecolaminelor, este necesară eliberarea prealabilă a acetilcolinei. Această eliberare poate apărea, de exemplu, atunci când detectăm un pericol. Acetilcolina furnizează medulla suprarenale și produce o serie de evenimente celulare

Rezultatul este secreția de catecolamine în spațiul extracelular printr-un proces numit exocitoză.

Cum acționează în organism?

Există o serie de receptori distribuiți în organism, numiți receptori adrenergici. Acești receptori sunt activi cu catecolamine și sunt responsabili pentru o mare varietate de funcții.

De obicei, când dopamina, adrenalina sau noradrenalina se leagă de acești receptori; se produce o reacție de evadare sau de luptă. Astfel, crește ritmul cardiac, tensiunea musculară și apare o dilatare a elevilor. De asemenea, ele influențează sistemul gastrointestinal.

Este important de observat că catecolaminele din sângele care eliberează medulii suprarenale exercită efectele asupra țesuturilor periferice, dar nu și asupra creierului. Acest lucru se datorează faptului că sistemul nervos este separat de bariera hemato-encefalică.

Există, de asemenea, receptori specifici pentru dopamină, care sunt de 5 tipuri. Acestea se regăsesc în sistemul nervos, în special în hipocampus, nucleul accumbens, cortexul cerebral, amigdala și substantia nigra.

funcții

Catecholaminele pot modula funcții foarte diverse ale organismului. După cum sa menționat mai sus, acestea pot circula prin sânge sau pot exercita diferite efecte asupra creierului (cum ar fi neurotransmițătorii).

Apoi, puteți afla despre funcțiile în care participă catecholaminele:

Funcțiile inimii

Prin creșterea nivelului de adrenalină (în principal), există o creștere a forței contractile a inimii. În plus, frecvența bătăilor crește. Aceasta determină o creștere a alimentării cu oxigen.

Funcțiile vasculare

În general, o creștere a catecolaminelor determină o vasoconstricție, adică o contracție a vaselor de sânge. Consecința este o creștere a tensiunii arteriale.

Funcțiile gastrointestinale

Adrenalina pare să reducă motilitatea și secrețiile gastrice și intestinale. Pe lângă contracția sfincterilor. Receptorii adrenergici implicați în aceste funcții sunt a1, a2 și b2.

Funcțiile urinare

Adrenalina relaxează mușchiul detrusor al vezicii urinare (astfel încât să poată fi stocată mai multă urină). În același timp, contractează trigonul și sfincterul pentru a permite retenția urinară.

Cu toate acestea, dozele moderate de dopamină măresc fluxul de sânge către rinichi, exercitând un efect diuretic.

Funcțiile oculare

Creșterea numărului de catecolamine determină, de asemenea, dilatarea elevilor (miriasis). În plus față de scăderea presiunii intraoculare.

Funcțiile respiratorii

Catecolaminele par să crească rata respiratorie. În plus, are efecte bronhice puternice de relaxare. Astfel, diminuează secrețiile bronșice exercitând o acțiune de bronhodilatator.

Funcții în sistemul nervos central

În sistemul nervos, noradrenalina și dopamina măresc viligancia, atenția, concentrarea și stimularea.

Ne face să reacționăm mai repede la stimuli și să învățăm și să ne amintim mai bine. Ei, de asemenea, mediază în senzațiile de plăcere și de recompensă. Cu toate acestea, nivelurile ridicate ale acestor substanțe au fost asociate cu probleme de anxietate.

În timp ce nivelurile scăzute de dopamină par să influențeze apariția modificărilor în atenție, dificultăți de învățare și depresie.

Funcțiile motorului

Dopamina este principala catecolamină implicată în medierea controlului mișcărilor. Zonele responsabile sunt substantia nigra si ganglionii bazali (in special nucleul caudat).

De fapt, sa demonstrat că absența dopaminei în ganglionii bazali este originea bolii Parkinson.

stres

Catecolaminele sunt foarte importante în reglementarea stresului. Nivelurile acestor substanțe sunt ridicate pentru a pregăti corpul nostru să reacționeze la stimulii potențial periculoși. Acesta este modul în care apar reacțiile de luptă sau zbor.

Acțiuni asupra sistemului imunitar

Sa demonstrat că stresul influențează sistemul imunitar, fiind mediată în principal de adrenalină și noradrenalină. Când suntem expuși la stres, glandele suprarenale eliberează adrenalina, în timp ce în sistemul nervos se secretă noradrenalina. Acest lucru inerva organele implicate în sistemul imunitar.

O creștere a catecolaminelor într-un mod foarte prelungit produce stres cronic și slăbirea sistemului imunitar.

Analiza catecolaminelor în urină și sânge

Organismul descompune catecholaminele și le excretă prin urină. Prin urmare, printr-o analiză de urină, poate fi observată cantitatea de catecolamini secretați într-o perioadă de 24 de ore. Acest test poate fi efectuat și printr-un test de sânge.

Acest test este de obicei efectuat pentru a diagnostica tumorile din glandele suprarenale (feocromocitom). O tumoare în această zonă ar determina eliberarea prea multor catecolamine. Ceea ce se va reflecta în simptome precum hipertensiunea arterială, transpirația excesivă, durerile de cap, tahicardiile și tremurul.

Nivelurile ridicate de catecolamine în urină pot manifesta, de asemenea, orice tip de stres excesiv, cum ar fi infecții în întregul corp, intervenții chirurgicale sau leziuni traumatice.

Deși aceste niveluri pot fi modificate dacă medicamentele au fost administrate pentru tensiunii arteriale, antidepresive, medicamente sau cofeină. În plus, consumul de frig poate crește nivelele de catecolamine din analiză.

Cu toate acestea, valorile scăzute pot indica diabet sau alterarea activității sistemului nervos.

referințe

1. Brandan, N.C., Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, D. N. N. și Rodríguez, A. N. (2010). Hormonele adrenale de catecolamine Catedra de Biochimie Facultatea de Medicină. [acces: 02 ianuarie 2017].
2. De catecolamine. (N.d.). Adus pe 2 ianuarie 2017, de pe Wikipedia.org.
3. De catecolamine. (21 din 12 din 2009). Obținut de la Encyclopædia Britannica.
4. Catecolamine în sânge. (N.d.). Adus la data de 2 ianuarie 2017 de la WebMD.
5. Catecolamine în urină. (N.d.). Adus la data de 2 ianuarie 2017 de la WebMD.
6. Carlson, N.R. (2006). Fiziologia comportamentului al 8-lea ed. Madrid: Pearson. pp: 117-120.
7. Gómez-González, B. și Escobar, A. (2006). Stresul și sistemul imunitar. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.
8. Kobayashi, K. (2001). Rolul semnalelor de catecolamină în funcțiile sistemului nervos și al creierului: noi cunoștințe din studiul genetic al șoarecelor. În Jurnalul de Investigative Dermatologie Symposium Proceedings (vol.6, nr.1, pp. 115-121). Nature Publishing Group.
9. Nicoll, RA, Malenka, RC și Kauer, JA (1990). Compararea funcțională a subtipurilor receptorilor neurotransmițători în sistemul nervos central al mamiferelor. Physiol Rev .; 70: 513-565.