KATEKOLAMINER: SYNTESE, FRIGJØRING OG FUNKSJONER - NEVROPSYKOLOGI - 2026

De katekolaminer eller aminohormonas er stoffer som inneholder i sin struktur en katekol gruppe og en sidekjede med en aminogruppe. De kan fungere i kroppen vår som hormoner eller som nevrotransmittere.

Katekolaminer er en klasse av monoaminer som er syntetisert fra tyrosin. De viktigste er dopamin, adrenalin og noradrenalin. De består av veldig viktige nevrotransmittere i kroppen vår og har flere funksjoner; de deltar i både nevrale og endokrine mekanismer.

Molekylær struktur av noradrenalin (noradrenalin) fra katekolaminfamilien.

Noen av sentralnervesystemets funksjoner som de kontrollerer er bevegelse, erkjennelse, følelser, læring og hukommelse. De spiller også en grunnleggende rolle i responser på stress. På denne måten øker frigjøringen av disse stoffene når fysisk eller emosjonell stress oppleves. På cellenivå modulerer disse stoffene nevronaktivitet ved å åpne eller lukke ionekanaler i henhold til de aktuelle reseptorene.

Katekolaminnivåer kan sees gjennom blod- og urintester. Faktisk er katekolaminer bundet til omtrent 50% av proteiner i blodet.

Endringer i katekolamin nevrotransmisjon ser ut til å forklare visse nevrologiske og nevropsykiatriske lidelser. For eksempel er depresjon assosiert med lave nivåer av disse stoffene, i motsetning til angst. På den annen side ser det ut til at dopamin spiller en essensiell rolle i sykdommer som Parkinson og schizofreni.

Biosyntese av katekolaminer

Katekolaminer er avledet fra tyrosin, en aminosyre som utgjør proteiner. Det kan avledes direkte fra dietten (som en eksogen kilde) eller syntetiseres i leveren fra fenylalanin (som en endogen kilde).

fenylalanin

Fenylalanin er en essensiell aminosyre for mennesker. Det oppnås gjennom kosthold, selv om de også er til stede i noen psykoaktive stoffer.

For å ha tilstrekkelige nivåer av katekolaminer, er det viktig å konsumere mat rik på fenylalanin, som rødt kjøtt, egg, fisk, meieri, kikerter, linser, nøtter, etc.

tyrosin

Kjemisk struktur av aminosyren Tyrosine (Kilde: Clavecin via Wikimedia Commons)

Når det gjelder tyrosin, kan den finnes i ost. For at katekolaminer skal dannes, må tyrosin syntetiseres av et hormon som kalles tyrosinhydroksylase. Når hydroksylering er oppnådd, oppnås L-DOPA (L-3,4-dihydroxyphenylalanin).

Dopamin og noradrenalin

Deretter går DOPA gjennom en dekarboksyleringsprosess gjennom enzymet DOPA dekarboksylase, og produserer dopamin.

Dopamin 2D-molekyl.

Fra dopamin, og takket være beta-hydroksylert dopamin, oppnås noradrenalin (også kalt norepinefrin).

Norepinefrin molekyl

adrenalin

Epinefrin lages i medulla av binyrene, som er plassert over nyrene. Det oppstår fra noradrenalin. Epinefrin oppstår når noradrenalin syntetiseres av enzymet fenyletanolamin N-metyltransferase (PNMT). Dette enzymet finnes bare i celler i binyremedulla.

Struktur av adrenalin

På den annen side produseres hemming av katekolaminsyntese ved virkning av AMPT (alfa metyl-p-tyrosin). Dette er ansvarlig for å hemme enzymet tyrosin-hydroksylase.

Hvor produseres katekolaminer?

De viktigste katekolaminene har sin opprinnelse i binyrene, spesielt i binyrene i disse kjertlene. De produseres takket være celler som kalles kromaffiner: på dette stedet skilles adrenalin ut i 80%, og noradrenalin i de resterende 20%.

Disse to stoffene fungerer som sympatomimetiske hormoner. Det vil si at de simulerer virkningene av hyperaktivitet på det sympatiske nervesystemet. Når disse stoffene frigjøres i blodomløpet, oppleves det således en økning i blodtrykket, større muskelsammentrekning og en økning i glukosenivået. Samt akselerasjon av hjerterytmen og respirasjonen.

Av denne grunn er katekolaminer essensielle for å forberede seg på stress, kamp eller flyrespons.

Norepinephrine eller norepinephrine

Norepinephrine eller norepinephrine syntetiseres og lagres i postganglioniske fibre med perifere sympatiske nerver. Dette stoffet produseres også i cellene til locus coeruleus, i en cellegruppe kalt A6.

Disse nevronene projiserer til hippocampus, amygdala, thalamus og cortex; som utgjør rygg norepinephrineal. Denne banen ser ut til å være involvert i kognitive funksjoner som oppmerksomhet og hukommelse.

Den ventrale traseen, som kobles til hypothalamus, ser ut til å delta i vegetative, nevroendokrine og autonome funksjoner.

dopamin

På den annen side kan dopamin også oppstå fra binyrene medulla og perifere sympatiske nerver. Imidlertid fungerer det først og fremst som en nevrotransmitter i sentralnervesystemet. På denne måten forekommer det hovedsakelig i to områder av hjernestammen: substantia nigra og det ventrale tegmentale området.

Spesifikt er de viktigste gruppene av dopaminerge celler funnet i den ventrale regionen av mellomhinnen, et område som kalles "A9-cellegruppen." Denne sonen inkluderer det svarte stoffet. De er også lokalisert i A10-cellegruppen (ventral tegmental område).

A9-nevronene projiserer fibrene sine til caudate-kjernen og til putamen, og danner nigrostriatal vei. Dette er viktig for motorstyring.

Mens nevronene i A10-sonen passerer gjennom kjernen av accumbens, amygdala og den prefrontale cortex, og danner den mesocorticolimbic banen. Dette er viktig i motivasjon, følelser og dannelse av minner.

I tillegg er det en annen gruppe dopaminerge celler i en del av hypothalamus, som kobles til hypofysen for å utøve hormonelle funksjoner.

Det er også andre kjerner i området av hjernestammen som er assosiert med adrenalin, for eksempel området postmas og den ensomme kanalen. For at adrenalin skal slippes ut i blodet, er tilstedeværelsen av en annen nevrotransmitter, acetylkolin, nødvendig.

Utgivelse

For at frigjøring av katekolaminer skal skje, er forhåndsfrigjøring av acetylkolin nødvendig. Denne utgivelsen kan for eksempel skje når vi oppdager en fare. Acetylcholine innerverer binyremedulla og produserer en serie av cellulære hendelser.

Acetylkolin molekylstruktur

Resultatet er sekresjon av katekolaminer i det ekstracellulære rommet ved en prosess som kalles eksocytose.

Hvordan oppfører de seg i kroppen?

Det er en serie reseptorer fordelt over hele kroppen som kalles adrenergiske reseptorer. Disse reseptorene aktiveres av katekolaminer, og er ansvarlige for en rekke funksjoner.

Vanligvis når dopamin, epinefrin eller noradrenalin binder seg til disse reseptorene; det er en kamp- eller flyreaksjon. Dermed øker hjerterytmen, muskelspenningen øker og elevene utvides. De påvirker også mage-tarmsystemet.

Det er viktig å merke seg at blodkatekolaminer frigjort av binyrene medulla utøver sine effekter på perifert vev, men ikke på hjernen. Dette er fordi nervesystemet er atskilt av blod-hjerne-barrieren.

Det er også spesifikke reseptorer for dopamin, som er av 5 typer. Disse finnes i nervesystemet, spesielt i hippocampus, nucleus accumbens, cerebral cortex, amygdala og substantia nigra.

Egenskaper

Katekolaminer kan modulere veldig forskjellige funksjoner i kroppen. Som nevnt over kan de sirkulere i blodet eller ha forskjellige effekter i hjernen (som nevrotransmittere).

Deretter vil du kunne kjenne til funksjonene som katekolaminer deltar i:

Hjertefunksjoner

Gjennom en økning i adrenalinnivåer (hovedsakelig), er det en økning i hjertets kontraktile kraft. I tillegg øker hjerterytmen. Dette fører til en økning i tilførsel av oksygen.

Vaskulære funksjoner

Generelt forårsaker en økning i katekolaminer vasokonstriksjon, det vil si en sammentrekning i blodkarene. Konsekvensen er en økning i blodtrykket.

Gastrointestinale funksjoner

Epinefrin ser ut til å redusere bevegelighet og mage- og tarmsekresjoner. Samt sammentrekning av lukkemuskelen. De adrenerge reseptorene som er involvert i disse funksjonene er a1, a2 og b2.

Urinfunksjoner

Epinefrin slapper av blæredetrusormuskelen (så mer urin kan lagres). Samtidig trekker den sammen trigonen og lukkemuskelen for å tillate urinretensjon.

Imidlertid øker moderate doser av dopamin blodstrømmen til nyrene, og utøver en vanndrivende effekt.

Okulære funksjoner

Økningen i katekolaminer forårsaker også en utvidelse av elevene (mydriasis). I tillegg til en reduksjon i intraokulært trykk.

Åndedrettsfunksjoner

Katekolaminer ser ut til å øke respirasjonsfrekvensen. I tillegg har den kraftige avslappende effekter av bronkiene. Dermed reduserer det bronkiesekresjoner, og utøver en bronkodilaterende handling.

Funksjoner i det sentrale nervesystemet

I nervesystemet øker noradrenalin og dopamin årvåkenhet, oppmerksomhet, konsentrasjon og stimulusprosessering.

Det får oss til å reagere raskere på stimuli og få oss til å lære og huske bedre. De formidler også følelser av glede og belønning. Imidlertid har forhøyede nivåer av disse stoffene blitt assosiert med angstproblemer.

Mens lave dopaminnivåer ser ut til å påvirke utseendet på forstyrrelser i oppmerksomhet, læringsvansker og depresjon.

Motorfunksjoner

Dopamin er den viktigste katekolaminen som er involvert i å formidle kontroll av bevegelser. Områdene som er ansvarlige er substantia nigra og basalganglia (spesielt caudate-kjernen).

Faktisk har det vist seg at et fravær av dopamin i basalganglier er opphavet til Parkinsons sykdom.

Understreke

Katekolaminer er veldig viktige for å regulere stress. Nivåene av disse stoffene økes for å forberede kroppen vår til å reagere på potensielt farlige stimuli. Slik ser kamp- eller flyresponsene ut.

Handlinger mot immunforsvaret

Stress har vist seg å påvirke immunforsvaret, og blir først og fremst formidlet av adrenalin og noradrenalin. Når vi blir utsatt for stress, frigjør binyrene adrenalin, mens nervesystemet utskiller noradrenalin. Dette innerverer organene som er involvert i immunforsvaret.

En svært langvarig økning i katekolaminer gir kronisk stress og en svekkelse av immunforsvaret.

Analyse av katekolaminer i urin og blod

Kroppen bryter ned katekolaminer og skilles ut i urinen. Gjennom en urinanalyse kan derfor mengden av katekolaminer som skilles ut i løpet av en 24-timers periode observeres. Denne testen kan også gjøres gjennom en blodprøve.

Denne testen er vanligvis gjort for å diagnostisere svulster i binyrene (feokromocytom). En svulst i dette området vil føre til at for mange katekolaminer frigjøres. Hva vil gjenspeiles i symptomer som hypertensjon, overdreven svette, hodepine, takykardi og skjelving.

Høye nivåer av katekolaminer i urinen kan også manifestere enhver form for overdreven stress, for eksempel infeksjoner i kroppen, kirurgi eller traumatiske skader.

Selv om disse nivåene kan endres hvis de har tatt medisiner mot blodtrykk, antidepressiva, medisiner eller koffein. I tillegg kan det å være kaldt øke nivåene av katekolaminer i analysen.

Imidlertid kan lave verdier indikere diabetes eller endringer i nervesystemets aktivitet.

referanser

1. Brandan, NC, Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, DAN, & Rodríguez, AN (2010). Adrenal Catecholamine Hormoner. Styreleder for biokjemi Det medisinske fakultet. .
2. Katekolaminer. (SF). Hentet 2. januar 2017 fra Wikipedia.org.
3. Katekolaminer. (21. av 12. 2009). Mottatt fra Encyclopædia Britannica.
4. Katekolaminer i blod. (SF). Hentet 2. januar 2017, fra WebMD.
5. Katekolaminer i urin. (SF). Hentet 2. januar 2017, fra WebMD.
6. Carlson, NR (2006). Atferdens fysiologi 8. utg. Madrid: Pearson. s: 117-120.
7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Stress og immunforsvaret. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.