Катехоламіни

Катехоламіни - це група сполук, що мають структурну схожість з тирозином. До них належать нейромедіатори та гормони. З цієї причини катехоламіни надзвичайно важливі для внутрішньої регуляції організму та функціонування нервової системи. Які сполуки належать до катехоламінів? Яка їх роль в організмі людини?

Зміст:

1. Катехоламіни - вплив на організм
2. Катехоламіни як нейромедіатори
3. Катехоламіни як гормони
4. Катехоламіни як наркотики
5. Катехоламіни - розпад катехоламінів в організмі людини
6. Причини високого рівня катехоламіну в організмі

Катехоламіни, що знаходяться в організмі людини, є в основному нейромедіаторами, тобто речовинами, відповідальними за передачу інформації між нервовими клітинами. Вони мають моноамінову структуру і той факт, що вони утворюються в організмі з тирозину, тобто однієї з амінокислот. Катехоламіни не можуть надходити з їжею. Наш організм повинен сам їх синтезувати з білкових поживних речовин.

Найважливішими речовинами, що належать до катехоламінів, є:

• адреналін
• норадреналін
• дофамін

Ці сполуки в основному виробляються клітинами довгастого мозку надниркових залоз та постгангліонарними волокнами симпатичної нервової системи.

Дофамін є активним нейромедіатором у центральній нервовій системі. Завдяки локалізації своєї дії він значною мірою синтезується в стовбурі мозку.

Катехоламіни - це водорозчинні хімічні речовини. Вони можуть транспортуватися в крові, розчиненій у плазмі або зв’язаній з білками. Завдяки цьому адреналін може потрапляти в різні органи тіла, виконуючи гормональну функцію.

Багато стимуляторів є аналогами катехоламінів. До цієї групи належать похідні амфетаміну.

Катехоламіни - вплив на організм

Рівень катехоламінів в організмі зростає в стресових ситуаціях. Ці речовини відповідають за ініціювання реакції "бій або втеча". Під їх впливом організм готується до інтенсивних фізичних навантажень у відповідь на подразник стресу.

Цей механізм еволюціонував у наших предків, яким доводилося полювати і боротися за виживання.

Підвищення рівня катехоламінів може бути спричинене психологічними ситуаціями або стресовими факторами навколишнього середовища, такими як підвищений рівень звуку або інтенсивне світло.

Збільшення концентрації катехоламіну в організмі викликане:

• підвищення артеріального тиску
• почастішання пульсу
• підвищення рівня глюкози в крові

Катехоламіни як нейромедіатори

Норадреналін і дофамін - це катехоламіни, які діють як нейромедіатори в центральній нервовій системі. Це означає, що вони є хімічними речовинами, що виділяються нейронами для передачі сигналів іншим нервовим клітинам.

Дофамін активний в мозку, де він виконує кілька різних функцій. Одна з них - роль стимулятора центру винагород. Таким чином, він бере участь у мотиваційному механізмі, який керує нашою поведінкою.

Багато речовин із властивостями звикання стимулюють вивільнення дофаміну в мозку, стимулюючи тим самим центр винагороди. Наркотики та деякі ліки є такими сполуками. Цей механізм бере участь у розвитку наркоманії.

Інша роль дофаміну - брати участь у нейромедіації, відповідальній за моторний контроль організму.

Під час хвороби Паркінсона спостерігається зниження концентрації цього нейромедіатора в чорній субстанції мозку. Дефіцит дофаміну при цьому розладі призводить до ригідності м’язів і тремтіння.

У популярній культурі та засобах масової інформації дофамін часто описують як хімічну речовину, яка відповідає за відчуття задоволення. Однак, з точки зору науки, ця речовина є насамперед мотиваційною.

Це означає, що це рухає поведінку організму, що наближає його до досягнення своєї мети. Дофамін відповідає за приємне відчуття задоволення від успіху.

Норадреналін - це нейромедіатор, відповідальний за мобілізацію мозку та тіла до дії. Його викид з нервових волокон низький під час сну.

Найвища концентрація цієї речовини відбувається в стресових або надзвичайних ситуаціях. У мозку норадреналін працює, викликаючи збудження і підвищуючи пильність. Це позитивно впливає на пам’ять та концентрацію уваги. Водночас він відповідає за тривожні реакції.

Норадреналін у нервовій системі також діє периферично, тобто на все тіло, а не лише на розум та психіку. Його підвищена концентрація збільшує частоту серцевих скорочень, артеріальний тиск і стимулює викид глюкози в кров.

Крім того, це збільшує приплив крові до скелетних м’язів, одночасно зменшуючи кровопостачання травної системи. Ця дія полягає в підготовці тіла до боротьби або втечі.

Катехоламіни як гормони

Адреналін, який також називають адреналіном, діє як гормон в організмі. Це означає, що це сполука, що виробляється організмом, а потім викидається в кров. Гормони рухаються через кров до різних тканин.

Адреналін потрапляє в клітини організму з кров’ю, викликаючи в них метаболічні зміни. Це призводить до таких наслідків, як підвищення серцевої діяльності, розширення зіниць та збільшення транспорту цукру до органів тіла.

Це також стимулює кровотік через м’язи. Механізм дії цього гормону заснований на зв'язуванні його молекул з альфа- і бета-рецепторами на поверхні клітинних мембран.

Адреналін зазвичай виробляється як наднирковими залозами, так і невеликою кількістю нейронів у мозковій речовині. У нервовій системі він також може діяти як нейромедіатор, як норадреналін та дофамін.

Таким способом передачі сигналів він бере участь у регуляції вісцеральних функцій. Він регулює, серед іншого, дихання.

Вперше цей катехоламін був виділений польським ученим Наполеоном Цибульським у 1895 році.

Катехоламіни як наркотики

Єдиним катехоламіном, який використовується в медицині як лікарський засіб, є адреналін. Застосовується переважно в ситуаціях зупинки серця. Введення цієї речовини шляхом ін’єкцій:

• стимулює скорочувальну здатність серцевого м’яза
• покращує провідність подразників у серці
• підвищує ефективність електричної дефібриляції

Читайте також: Кардіоверсія та дефібриляція - що це? Відмінності між кардіоверсією та дефібриляцією

Адреналін застосовується у випадках анафілактичного шоку, зупинки серця та кардіогенного шоку.

Іноді використовується для зупинки поверхневих кровотеч, оскільки локально звужує кровоносні судини. Він також може застосовуватися при астмі, коли інші методи лікування не дають результатів.

Цей катехоламін вводять внутрішньовенно, ін’єкційно в м’яз, інгаляційно або підшкірно. Поширені побічні ефекти після прийому адреналіну включають тремор, неспокій та пітливість. Також може спостерігатися збільшення частоти серцевих скорочень і високий кров'яний тиск.

Структура катехоламіну міститься також у препараті леводопа. Це речовина, яка є попередником дофаміну. Цей препарат застосовується при лікуванні хвороби Паркінсона.

Терапевтичний механізм цього катехоламіну заснований на тому, що при проходженні гематоенцефалічного бар'єру він перетворюється на дофамін. Як результат, це збільшує концентрацію цього нейромедіатора в чорній субстанції мозку, зменшуючи симптоми захворювання.

Ще одним препаратом, що належить до катехоламінів, є ізопреналін. Це синтетичне похідне адреналіну, якого в природі немає в організмі.

Ця речовина використовується для лікування брадикардії (уповільнення серцебиття), блокування серця та, рідко, астми.

Катехоламіни - розпад катехоламінів в організмі людини

Період напіввиведення катехоламінів у крові людини становить кілька хвилин. Його розпад спричинений процесами метилювання із застосуванням катехол-О-метилтрансфераз (КОМТ) або дезамінуванням моноаміноксидазами (МАО).

У медицині використовуються препарати, які засновують свій терапевтичний ефект на блокуванні моноаміноксидаз (МАО). Група цих речовин відома як інгібітори МАО. Вони використовуються як препарати, що підвищують концентрацію нейромедіаторів у мозку у людей з депресією.

Друге застосування - підвищення ефективності терапії хвороби Паркінсона за допомогою леводопи. Таким чином, вони блокують розпад цього препарату в крові.

Причини високого рівня катехоламіну в організмі

В нашому організмі, крім моментів їх підвищеного вивільнення, пов'язаних, наприклад, зі стресом, рівень катехоламінів у крові є низьким. Постійно високий рівень катехоламінів може бути пов'язаний з наявністю пухлин такого типу, що збільшують їх продукцію.

Значно підвищений рівень катехоламіну може бути викликаний нейроендокринними пухлинами в мозковій речовині надниркових залоз. Збільшення концентрації цих речовин спостерігається також у разі інших змін:

• феохромоцитома (феохромоцитома)
• нейробластома (нейробластома)
• ганглій (гангліоневрома)

Ще однією причиною високого рівня катехоламінів є синдром Бруннера, який є дефіцитом моноаміноксидази А (МАО-А). Саме фермент відповідає за розщеплення цих речовин в організмі. Тому його відсутність значно збільшує кількість цих нейромедіаторів у крові.

Література

1. Адреналін (DB00668) - інформація про діючу речовину (.). DrugBank.
2. Фіцджеральд, П. А. (2011). "Розділ 11. Мозкова речовина надниркових залоз і параганглія". У Гарднера, Д. Г.; Шобак, Д. (ред.). Основна та клінічна ендокринологія Грінспена (9-е видання). Нью-Йорк: McGraw-Hill. Процитовано 26 жовтня 2011 р., Он-лайн доступ
3. Пурвес, Д.; Августин, Дж. Дж .; Фіцпатрік, Д.; Холл, В. С.; ЛаМантія, А. С.; Макнамара, Дж. О.; Уайт, Л. Е., ред. (2008). Неврологія (4-е вид.). Sinauer Associates. стор. 137–138. ISBN 978-0-87893-697-7.
4. «Катехоламіни». Бібліотека здоров’я. Сан-Дієго, Каліфорнія: Каліфорнійський університет. Архів оригіналу 16 липня 2011.
5. Puglisi-Allegra S, Ventura R (червень 2012). "Префронтальна / акумбальна система катехоламінів обробляє високу мотиваційну помітність". Спереду. Поводитись. Невроски. 6:31

Про автора

Сара Яновська, магістр, докторант міждисциплінарних докторських студій у галузі фармацевтичних та біомедичних наук Люблінського медичного університету та Інституту біотехнологій у Білостоці. Вона здобула ступінь магістра, захистивши дисертацію у галузі фармацевтичної ботаніки щодо антиоксидантних властивостей екстрактів, отриманих із двадцяти видів мохів. В даний час у своїй дослідницькій роботі він займається синтезом нових протиракових речовин та вивченням їх властивостей на клітинних лініях раку. Два роки вона працювала магістром фармації у відкритій аптеці.

Прочитайте більше статей цього автора