KATEKOLAMINER: SYNTES, FRISÄTTNING OCH FUNKTIONER - NEUROPSYCHOLOGY - 2025

De katekolaminer eller aminohormonas är ämnen som innehåller i sin struktur en katekol-grupp och en sidokedja med en aminogrupp. De kan fungera i vår kropp 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 har flera funktioner; de deltar i både neurala och endokrina mekanismer.

Molekylstruktur av noradrenalin (noradrenalin), från katekolaminfamiljen.

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

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

Ändringar i neurotransmission av katekolamin verkar förklara vissa neurologiska och neuropsykiatriska störningar. Till exempel förknippas depression med låga nivåer av dessa ämnen, till skillnad från ångest. Å andra sidan verkar dopamin spela en viktig roll i sjukdomar som Parkinson 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 (som 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 rika på fenylalanin, som rött kött, ägg, fisk, mejeri, kikärter, linser, nötter, etc.

tyrosin

Kemisk struktur för aminosyran Tyrosine (Källa: Clavecin via Wikimedia Commons)

När det gäller tyrosin kan den finnas i ost. För att katekolaminer ska bildas måste tyrosin syntetiseras av ett hormon som kallas tyrosinhydroxylas. När väl hydroxylerat erhålls L-DOPA (L-3,4-dihydroxifenylalanin).

Dopamin och noradrenalin

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

Dopamin 2D-molekyl.

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

Norepinefrinmolekyl

adrenalin

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

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, speciellt i binjurarna i dessa körtlar. De produceras tack vare celler som kallas kromaffiner: på denna plats utsöndras adrenalin i 80% och noradrenalin i de återstående 20%.

Dessa två ämnen fungerar som sympatomimetiska hormoner. Det vill säga de simulerar effekterna av hyperaktivitet på det sympatiska nervsystemet. När dessa ämnen frigörs i blodomloppet upplevs således en ökning av blodtrycket, större muskelsammandragning och en ökning av glukosnivåerna. Samt acceleration av hjärtfrekvensen och andningen.

Av denna anledning är katekolaminer viktiga för att förbereda sig för stress, slåss eller flygsvar.

Norepinefrin eller noradrenalin

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

Dessa neuroner projicerar till 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 till hypothalamus, verkar delta i vegetativa, neuroendokrina och autonoma funktioner.

dopamin

Å andra sidan kan dopamin också uppstå från binjuremedulla och perifera sympatiska nerver. Men det fungerar främst som en neurotransmitter i centrala nervsystemet. På detta sätt förekommer det främst i två områden i hjärnstammen: substantia nigra och det ventrale tegmentalområdet.

Specifikt finns de huvudsakliga grupperna av dopaminerge celler i den centrala delen av mellanhjärnan, ett område som kallas "A9-cellgruppen." Denna zon inkluderar den svarta substansen. De är också belägna i A10-cellgruppen (ventral tegmental område).

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

Medan neuronerna i A10-zonen passerar genom kärnan hos accumbens, amygdala och den prefrontala cortex, och bildar den mesocorticolimbic vägen. Detta är viktigt i motivation, känslor och bildandet av minnen.

Dessutom finns det en annan grupp dopaminerge 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 förknippade med adrenalin, till exempel området postmas och den ensamma kanalen. För att adrenalin ska släppas ut i blodet är emellertid närvaron av en annan neurotransmitter, acetylkolin, nödvändig.

Släpp

För att frisläppandet av katekolaminer ska ske är den föregående frisättningen av acetylkolin nödvändig. Denna utgåva kan till exempel inträffa när vi upptäcker en fara. Acetylkolin innerverar binjuremedulla och producerar en serie cellulära händelser.

Acetylkolinmolekylstruktur

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

Hur agerar de i kroppen?

Det finns en serie receptorer som distribueras över hela kroppen som kallas adrenerga receptorer. Dessa receptorer aktiveras av katekolaminer och ansvarar för en mängd olika funktioner.

Vanligtvis när dopamin, epinefrin eller noradrenalin binder till dessa receptorer; det finns en kamp eller flygreaktion. Således ökar hjärtfrekvensen, muskelspänningen ökar och eleverna utvidgas. De påverkar också mag-tarmsystemet.

Det är viktigt att notera att blodkatekolaminer som frisätts av binjuremedlen utövar sina effekter på perifera vävnader, men inte på hjärnan. Detta beror på att nervsystemet separeras 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 mycket olika funktioner i kroppen. Som nämnts ovan kan de cirkulera i blodet eller ha olika effekter i hjärnan (som neurotransmittorer).

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

Hjärtfunktioner

Genom en ökning av adrenalinnivåer (främst), ökar hjärtas kontraktila kraft. Dessutom ökar hjärtslagets frekvens. Detta orsakar en ökning av syretillförseln.

Vaskulära funktioner

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

Gastrointestinala funktioner

Epinefrin verkar minska rörlighet och mag- och tarmsekret. Samt sammandragning av sfinkterna. De adrenergiska receptorerna som är involverade i dessa funktioner är a1, a2 och b2.

Urinfunktioner

Epinefrin slappnar av urinblåsans muskel (så att mer urin kan lagras). Samtidigt kontraheras det trigon och sfinkter för att möjliggöra urinretention.

Emellertid ökar måttliga doser av dopamin blodflödet till njurarna och utövar en urindrivande effekt.

Okulära funktioner

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

Andningsfunktioner

Katekolaminer verkar öka andningsfrekvensen. Dessutom har den kraftfulla bronkiala avkopplande effekter. Således minskar det bronkialsekretion och utövar en bronkodilatatorverkan.

Funktioner i det centrala nervsystemet

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

Det får oss att reagera snabbare på stimuli och få oss att lära oss och komma ihåg bättre. De förmedlar också känslor av nöje och belöning. Förhöjda nivåer av dessa ämnen har dock varit associerade med ångestproblem.

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

Motorfunktioner

Dopamin är den viktigaste katekolamin som är involverad i att förmedla kontrollen av rörelser. De ansvariga områdena är substantia nigra och basala ganglia (särskilt caudatkärnan).

I själva verket har en frånvaro av dopamin i basala ganglier visat sig vara ursprunget till Parkinsons sjukdom.

Påfrestning

Katekolaminer är mycket viktiga för att reglera stress. Nivåerna för dessa ämnen höjs för att förbereda vår kropp att reagera på potentiellt farliga stimuli. Så här verkar kampen eller flygsvaren.

Åtgärder på immunsystemet

Det har visat sig att stress påverkar immunsystemet, vilket främst medieras av adrenalin och noradrenalin. När vi utsätts för stress släpper 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 man genom en urinanalys observera mängden katekolaminer som utsöndras under en 24-timmarsperiod. 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 leda till att för många katekolaminer släpps. Vad skulle återspeglas i symtom som högt blodtryck, överdriven svettning, huvudvärk, takykardi och skakningar.

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

Även om dessa nivåer kan ändras om de har tagit mediciner för blodtryck, antidepressiva medel, läkemedel eller koffein. Att vara kall kan dessutom öka halterna av katekolaminer i analysen.

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

referenser

1. Brandan, NC, Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, DAN, & Rodríguez, AN (2010). Adrenal Catecholamine Hormoner. Ordförande för biokemiska fakulteten för medicin. .
2. Katekolamin. (Sf). Hämtad den 2 januari 2017 från Wikipedia.org.
3. Katekolamin. (21 av 12 2009). Erhållen från Encyclopædia Britannica.
4. Katekolaminer i blod. (Sf). Hämtad den 2 januari 2017 från WebMD.
5. Katekolaminer i urin. (Sf). Hämtad den 2 januari 2017 från WebMD.
6. Carlson, NR (2006). Fysiologi för beteende 8: e Madrid: Pearson. sid: 117-120.
7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Stress och immunsystemet. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.