Catecholamines: การสังเคราะห์การปล่อยและฟังก์ชั่น

Catecholamines (CA) หรือ aminohormones เป็นสารทั้งหมดที่มีอยู่ในโครงสร้างกลุ่ม catechol และโซ่ข้างกับกลุ่มอะมิโน พวกเขาสามารถทำงานในร่างกายของเราเป็นฮอร์โมนหรือสารสื่อประสาท

Catecholamines เป็นชั้นของ monoamines ที่สังเคราะห์จากไทโรซีน สิ่งที่สำคัญคือโดปามีนอะดรีนาลีนและนอร์มารีนไลน์

พวกมันประกอบด้วยสารสื่อประสาทที่สำคัญมากในร่างกายของเราและทำหน้าที่หลายอย่าง พวกเขามีส่วนร่วมในกลไกประสาทและต่อมไร้ท่อ

ฟังก์ชั่นบางอย่างของระบบประสาทส่วนกลางที่ควบคุมคือการเคลื่อนไหวความรู้ความเข้าใจอารมณ์การเรียนรู้และความทรงจำ

Catecholamines มีบทบาทพื้นฐานในการตอบสนองต่อความเครียด ด้วยวิธีนี้การปล่อยสารเหล่านี้เพิ่มขึ้นเมื่อประสบความเครียดทางร่างกายหรืออารมณ์

ในระดับเซลล์สารเหล่านี้จะปรับกิจกรรมของเซลล์ประสาทโดยการเปิดหรือปิดช่องไอออนตามตัวรับที่เกี่ยวข้อง (Nicoll et al., 1990)

ระดับ Catecholamine สามารถสังเกตได้จากการตรวจเลือดและปัสสาวะ ในความเป็นจริง catecholamines ถูกผูกไว้กับประมาณ 50% ของโปรตีนในเลือด

การเปลี่ยนแปลงสารสื่อประสาทของ catecholamines ดูเหมือนจะอธิบายความผิดปกติทางระบบประสาทและประสาทวิทยาบางอย่าง ตัวอย่างเช่นภาวะซึมเศร้าเกี่ยวข้องกับสารเหล่านี้ในระดับต่ำเมื่อเทียบกับความวิตกกังวล ในทางกลับกันโดปามีนดูเหมือนจะมีบทบาทสำคัญในโรคต่าง ๆ เช่นโรคพาร์คินสันและโรคจิตเภท

การสังเคราะห์ catecholamines

Catecholamines มาจากไทโรซีนกรดอะมิโนที่ทำขึ้นโปรตีน มันสามารถได้รับโดยตรงจากอาหาร (เป็นแหล่งภายนอก) หรือสังเคราะห์ในตับจาก phenylalanine (แหล่งภายนอก)

Phenylalanine เป็นกรดอะมิโนจำเป็นสำหรับมนุษย์ มันได้มาจากอาหารแม้ว่าพวกเขาจะยังอยู่ในสารออกฤทธิ์ทางจิตบางอย่าง

เพื่อให้มีระดับที่เพียงพอของ catecholamines มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะกินอาหารที่อุดมด้วยฟีนิลอะลานีนเช่นเนื้อแดง, ไข่, ปลา, นม, ถั่วชิกพี, ถั่ว, ถั่ว ฯลฯ

นอกจากนี้ยังพบได้ในสารให้ความหวานซึ่งเป็นสารให้ความหวานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในน้ำอัดลมและผลิตภัณฑ์อาหาร สำหรับไทโรซีนนั้นสามารถพบได้ในชีส

สำหรับ catecholamines ในการก่อตัวไทโรซีนจะต้องถูกสังเคราะห์โดยฮอร์โมนที่เรียกว่าไทโรซีนไฮดรอกซีเลส เมื่อไฮดรอกซิเลตแล้วจะได้ L-DOPA (L-3, 4-dihydroxyphenylalanine)

จากนั้น DOPA จะผ่านกระบวนการ decarboxylation ผ่านเอนไซม์ DOPA decarboxylase ซึ่งผลิตโดปามีน

จากโดปามีนและต้องขอบคุณโดปามีนเบต้า - ไฮดรอกซีเลต, นอร์มารีนไลน์ (หรือที่เรียกว่านอร์พีพินเฟน)

อะดรีนาลีนเกิดขึ้นในไขกระดูกของต่อมหมวกไตซึ่งอยู่ในไต มันเกิดขึ้นจาก noradrenaline อะดรีนาลีนเกิดขึ้นเมื่อ noradrenaline ถูกสังเคราะห์โดยเอนไซม์ phenylethanolamine N-methyltransferase (PNMT) เอนไซม์นี้พบได้เฉพาะในเซลล์ของไขกระดูกต่อมหมวกไต

ในทางตรงกันข้ามการยับยั้งการสังเคราะห์ catecholamine เกิดจากการกระทำของ AMPT (alpha methyl-p-tyrosine) มีหน้าที่ยับยั้งเอนไซม์ไทโรซีนไฮดรอกไซเลส

catecholamines ผลิตที่ไหน?

ตามที่ระบุไว้ catecholamines ที่สำคัญเกิดขึ้นในต่อมหมวกไต โดยเฉพาะในไขกระดูกต่อมหมวกไตของต่อมเหล่านี้ พวกมันถูกสร้างขึ้นด้วยเซลล์ที่เรียกว่า chromaffins ในสถานที่นั้นจะมีอะดรีนาลีนหลั่งออกมา 80% และนอร์มารีนไลน์ในส่วนที่เหลืออีก 20%

สารทั้งสองนี้ทำหน้าที่เป็นฮอร์โมนความเห็นอกเห็นใจ นั่นคือพวกเขาจำลองผลกระทบของสมาธิสั้นในระบบประสาทที่เห็นอกเห็นใจ ดังนั้นเมื่อสารเหล่านี้ถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือดการเพิ่มขึ้นของความดันโลหิตการหดตัวของกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้นและระดับกลูโคสที่เพิ่มขึ้น รวมถึงการเร่งอัตราการเต้นของหัวใจและการหายใจ

ด้วยเหตุนี้ catecholamines จึงเป็นสิ่งจำเป็นในการเตรียมการรับมือกับความเครียดการต่อสู้หรือการบิน

Norepinephrine หรือ norepinephrine นั้นถูกสังเคราะห์และเก็บไว้ในเส้นใย postganglionic ของเส้นประสาทขี้สงสาร สารนี้ยังผลิตในเซลล์ของโลคัสคูเลรูลัสในเซลล์ที่เรียกว่า A6

โครงการเซลล์ประสาทเหล่านี้เพื่อฮิบโป, amygdala, ฐานดอกและเยื่อหุ้มสมอง; ประกอบไปด้วยทางเดินหลัง norepinephrinegic เส้นทางนี้ดูเหมือนว่าจะมีส่วนร่วมในฟังก์ชั่นการเรียนรู้เช่นความสนใจและความทรงจำ

เส้นทาง ventral ซึ่งเชื่อมต่อกับมลรัฐดูเหมือนว่าจะมีส่วนร่วมในการทำงานของพืช neuroendocrine และระบบอัตโนมัติ

ในทางกลับกันโดปามีนยังสามารถเกิดขึ้นจากไขกระดูกต่อมหมวกไตและประสาทส่วนปลายที่เห็นอกเห็นใจ อย่างไรก็ตามส่วนใหญ่ทำงานเป็นสารสื่อประสาทของระบบประสาทส่วนกลาง ด้วยวิธีนี้มันเกิดขึ้นส่วนใหญ่ในสองพื้นที่ของก้านสมอง: substantia นิโกรและพื้นที่หน้าท้อง tegmental

โดยเฉพาะกลุ่มที่สำคัญของเซลล์โดปามีนจะพบในบริเวณหน้าท้องของสมองส่วนกลางซึ่งเป็นพื้นที่ที่เรียกว่า "กลุ่มของเซลล์ A9" โซนนี้รวมถึง substantia nigra พวกเขายังตั้งอยู่ในกลุ่มเซลล์ A10 (พื้นที่หน้าท้องหน้าท้อง)

เซลล์ประสาท A9 ฉายเส้นใยของพวกมันไปยังนิวเคลียสของหางกระรอกและ putamen ก่อตัวเป็นทางเดินนิโกร นี่คือพื้นฐานสำหรับการควบคุมมอเตอร์

ในขณะที่เซลล์ประสาทของโซน A10 ผ่านนิวเคลียสของ accumbens, amygdala และเยื่อหุ้มสมอง prefrontal สร้างเส้นทางเดิน mesocorticolimbic นี่เป็นสิ่งสำคัญในการสร้างแรงจูงใจอารมณ์และการก่อตัวของความทรงจำ

นอกจากนี้ยังมีเซลล์ dopaminergic อีกกลุ่มในส่วนหนึ่งของมลรัฐซึ่งเชื่อมต่อกับต่อมใต้สมองเพื่อออกฤทธิ์ของฮอร์โมน

นอกจากนี้ยังมีนิวเคลียสอื่น ๆ ในบริเวณก้านสมองที่เกี่ยวข้องกับอะดรีนาลีนเช่นบริเวณหลังคลอดและทางเดินเดี่ยว อย่างไรก็ตามเพื่อที่จะปล่อยสารอะดรีนาลีนในเลือดจำเป็นต้องมีสารสื่อประสาทอีกชนิดหนึ่งคือ acetylcholine

การเปิดตัวของ catecholamines

สำหรับการปล่อย catecholamines เกิดขึ้น acetylcholine รุ่นก่อนหน้าเป็นสิ่งจำเป็น รุ่นนี้อาจเกิดขึ้นเช่นเมื่อเราตรวจพบอันตราย Acetylcholine จัดหาไขกระดูก adrenal และสร้างชุดของเหตุการณ์มือถือ

ผลที่ได้คือการหลั่ง catecholamines ไปยังพื้นที่นอกเซลล์โดยกระบวนการที่เรียกว่า exocytosis

พวกเขาทำหน้าที่อย่างไรในร่างกาย?

มีตัวรับจำนวนหนึ่งกระจายอยู่ทั่วร่างกายที่เรียกว่าตัวรับ adrenergic ตัวรับสัญญาณเหล่านี้ถูกเปิดใช้งานด้วย catecholamines และรับผิดชอบการทำงานที่หลากหลาย

โดยปกติเมื่อโดปามีนอะดรีนาลีนหรือนอร์มารีนไลน์ผูกกับตัวรับเหล่านี้ การหลบหนีหรือการต่อสู้เกิดขึ้น ดังนั้นจะเพิ่มอัตราการเต้นของหัวใจความตึงเครียดของกล้ามเนื้อและการขยายตัวของนักเรียน พวกเขายังมีอิทธิพลต่อระบบทางเดินอาหาร

มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่า catecholamines ในเลือดที่ปล่อยไขกระดูกต่อมหมวกไตออกแรงผลกระทบของพวกเขาในเนื้อเยื่อรอบนอก แต่ไม่ได้อยู่ในสมอง นี่เป็นเพราะระบบประสาทถูกคั่นด้วยอุปสรรคเลือดสมอง

นอกจากนี้ยังมีตัวรับเฉพาะสำหรับโดปามีนซึ่งมี 5 ชนิด สิ่งเหล่านี้พบได้ในระบบประสาทโดยเฉพาะอย่างยิ่งในฮิปโปแคมปัสนิวเคลียสของแอคคิวเบนส์เยื่อหุ้มสมองสมองอะมิกดาลาและ substantia นิโกร

ฟังก์ชั่น

Catecholamines สามารถปรับฟังก์ชั่นที่หลากหลายของสิ่งมีชีวิต ดังกล่าวข้างต้นพวกเขาสามารถไหลเวียนผ่านเลือดหรือออกแรงผลกระทบที่แตกต่างกันในสมอง (เช่นสารสื่อประสาท)

ถัดไปคุณสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับฟังก์ชั่นที่ catecholamines มีส่วนร่วม:

ฟังก์ชั่นการเต้นของหัวใจ

ผ่านการเพิ่มขึ้นของระดับอะดรีนาลีน (ส่วนใหญ่) มีการเพิ่มขึ้นของแรงหดตัวของหัวใจ นอกจากนี้ความถี่ของการเต้นจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ปริมาณออกซิเจนเพิ่มขึ้น

ฟังก์ชั่นหลอดเลือด

โดยทั่วไปการเพิ่มขึ้นของ catecholamines ทำให้เกิด vasoconstriction นั่นคือการหดตัวในหลอดเลือด ผลที่ตามมาคือความดันโลหิตเพิ่มขึ้น

ฟังก์ชั่นระบบทางเดินอาหาร

อะดรีนาลีนดูเหมือนว่าจะลดการเคลื่อนไหวและการหลั่งในกระเพาะอาหารและลำไส้ รวมถึงกล้ามเนื้อหูรูดหดตัว ตัวรับ adrenergic ที่เกี่ยวข้องกับฟังก์ชั่นเหล่านี้คือ a1, a2 และ b2

ฟังก์ชั่นทางเดินปัสสาวะ

อะดรีนาลีนทำให้กล้ามเนื้อกระเพาะปัสสาวะผ่อนคลาย (เพื่อให้สามารถเก็บปัสสาวะได้มากขึ้น) ในขณะเดียวกันก็ทำสัญญากับ trigone และกล้ามเนื้อหูรูดเพื่อให้เก็บปัสสาวะ

อย่างไรก็ตามโดปามีนในปริมาณที่พอเหมาะจะช่วยเพิ่มการไหลเวียนของเลือดไปยังไตทำให้เกิดผลขับปัสสาวะ

ฟังก์ชั่นของตา

การเพิ่มขึ้นของ catecholamines ยังผลิตขยายม่านตา (mydriasis) นอกจากการลดความดันในลูกตา

ฟังก์ชั่นระบบทางเดินหายใจ

catecholamines ดูเหมือนจะเพิ่มอัตราการหายใจ นอกจากนี้ยังมีเอฟเฟกต์ผ่อนคลายหลอดลมอันทรงพลัง ดังนั้นจึงลดการหลั่งของหลอดลมซึ่งออกฤทธิ์ในการกระทำของยาขยายหลอดลม

ฟังก์ชั่นในระบบประสาทส่วนกลาง

ในระบบประสาท, noradrenaline และ dopamine จะเพิ่มความตื่นตัว, ความสนใจ, สมาธิและการประมวลผลของสิ่งเร้า

มันทำให้เราตอบสนองเร็วขึ้นเพื่อกระตุ้นและเรียนรู้และจดจำได้ดีขึ้น พวกเขายังเป็นสื่อกลางในความรู้สึกของความสุขและรางวัล อย่างไรก็ตามระดับที่สูงขึ้นของสารเหล่านี้เกี่ยวข้องกับปัญหาความวิตกกังวล

ในขณะที่โดปามีนในระดับต่ำดูเหมือนจะมีอิทธิพลต่อการปรากฏของการเปลี่ยนแปลงในความสนใจการเรียนรู้ปัญหาและภาวะซึมเศร้า

ฟังก์ชั่นมอเตอร์

โดปามีนเป็นคาเทนโคลามีนหลักที่เกี่ยวข้องในการเป็นสื่อกลางในการควบคุมการเคลื่อนไหว พื้นที่รับผิดชอบคือ substantia nigra และ basal ganglia (โดยเฉพาะนิวเคลียสหาง)

ในความเป็นจริงการขาดโดปามีนในปมประสาทฐานแสดงให้เห็นว่าเป็นต้นกำเนิดของโรคพาร์กินสัน

ความตึงเครียด

Catecholamines มีความสำคัญมากในการควบคุมความเครียด ระดับของสารเหล่านี้ถูกยกขึ้นเพื่อเตรียมร่างกายของเราให้ตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่อาจเป็นอันตราย นี่คือลักษณะที่การตอบโต้การต่อสู้หรือการบินปรากฏขึ้น

การกระทำในระบบภูมิคุ้มกัน

มันแสดงให้เห็นว่าความเครียดมีผลต่อระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายโดยมีการใช้สื่ออะดรีนาลีนเป็นหลัก เมื่อเราเผชิญกับความเครียดต่อมหมวกไตจะปล่อยอะดรีนาลีนออกมาขณะที่ noradrenaline จะถูกหลั่งในระบบประสาท สิ่งนี้จะทำให้อวัยวะต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับระบบภูมิคุ้มกันมีความผิดปกติ

การเพิ่มขึ้นของ catecholamines ในทางยาวมากสร้างความเครียดเรื้อรังและการลดลงของระบบภูมิคุ้มกัน

การวิเคราะห์ catecholamines ในปัสสาวะและเลือด

สิ่งมีชีวิตจะสลาย catecholamines และขับออกมาทางปัสสาวะ ดังนั้นจากการตรวจปัสสาวะพบว่าปริมาณ catecholamines ที่หลั่งออกมาในระยะเวลา 24 ชั่วโมงสามารถสังเกตได้ การทดสอบนี้สามารถทำได้ผ่านการทดสอบเลือด

การทดสอบนี้มักจะทำการวินิจฉัยเนื้องอกในต่อมหมวกไต (pheochromocytoma) เนื้องอกในบริเวณนี้จะทำให้ catecholamines มากเกินไปที่จะถูกปล่อยออกมา สิ่งที่จะสะท้อนให้เห็นในอาการเช่นความดันโลหิตสูงเหงื่อออกมากเกินไปปวดหัวอิศวรและแรงสั่นสะเทือน

ระดับสูงของ catecholamines ในปัสสาวะยังสามารถแสดงประเภทของความเครียดที่มากเกินไปเช่นการติดเชื้อทั่วร่างกายการผ่าตัดหรือการบาดเจ็บบาดแผล

แม้ว่าระดับเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้หากมีการใช้ยาสำหรับความดันโลหิต, ซึมเศร้า, ยาเสพติดหรือคาเฟอีน นอกจากนี้การใช้เย็นสามารถเพิ่มระดับของ catecholamines ในการวิเคราะห์

อย่างไรก็ตามค่าต่ำอาจบ่งชี้ถึงโรคเบาหวานหรือการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของระบบประสาท