Catecholamines Synthese, afgifte en functies

de catecholamines (CA) of aminohormonen zijn al die stoffen die in hun structuur een catecholgroep en een zijketen met een aminogroep bevatten. Ze kunnen in ons lichaam werken als hormonen of als neurotransmitters.

Catecholamines zijn een klasse van monoamines die worden gesynthetiseerd uit tyrosine. De belangrijkste zijn dopamine, adrenaline en noradrenaline.

Ze bestaan ​​uit zeer belangrijke neurotransmitters in ons lichaam en oefenen meerdere functies uit. Ze nemen deel aan zowel neurale als endocriene mechanismen.

Sommige van de functies van het centrale zenuwstelsel die controle hebben zijn beweging, cognitie, emoties, leren en geheugen.

Catecholamines spelen een fundamentele rol bij stressreacties. Op deze manier neemt de afgifte van deze stoffen toe wanneer u fysieke of emotionele stress ervaart.

Op celniveau moduleren deze stoffen neuronale activiteit door ionkanalen te openen of te sluiten volgens de betrokken receptoren (Nicoll et al., 1990).

Catecholamine niveaus kunnen worden waargenomen door bloed- en urinetests. In feite zijn catecholamines gebonden aan ongeveer 50% van de eiwitten in het bloed.

Veranderingen in de neurotransmissie van catecholamines lijken bepaalde neurologische en neuropsychiatrische stoornissen te verklaren. Depressie wordt bijvoorbeeld geassocieerd met lage niveaus van deze stoffen, in tegenstelling tot angst. Aan de andere kant lijkt dopamine een essentiële rol te spelen bij ziekten zoals Parkinson en schizofrenie.

Biosynthese van catecholamines

Catecholamines zijn afgeleid van tyrosine, een aminozuur dat eiwitten vormt. Het kan direct worden afgeleid van het dieet (als een exogene bron) of in de lever worden gesynthetiseerd van fenylalanine (endogene bron)..

Fenylalanine is een essentieel aminozuur voor mensen. Het wordt verkregen door middel van een dieet, hoewel ze ook aanwezig zijn in sommige psychoactieve stoffen.

Om voldoende niveaus van catecholamines te hebben, is het belangrijk om fenylalanine-rijke voedingsmiddelen zoals rood vlees, eieren, vis, zuivelproducten, kikkererwten, linzen, noten, enz. Te consumeren..

Het wordt ook gevonden in aspartaam, een zoetstof die veel wordt gebruikt in frisdranken en dieetproducten. Wat tyrosine betreft, het kan worden gevonden in kaas.

Om de catecholamines te vormen, moet tyrosine worden gesynthetiseerd door een hormoon tyrosine hydroxylase. Eenmaal gehydroxyleerd wordt L-DOPA (L-3,4-dihydroxyfenylalanine) verkregen.

Vervolgens doorloopt het DOPA een proces van decarboxylatie door het enzym DOPA decarboxylase, dat dopamine produceert. 

Van dopamine, en dankzij beta-gehydroxyleerde dopamine, wordt noradrenaline (ook norepinephrine genoemd) bereikt.

Adrenaline wordt gevormd in het merg van de bijnieren, die zich op de nieren bevinden. Het komt voort uit noradrenaline. Adrenaline ontstaat wanneer noradrenaline wordt gesynthetiseerd door het enzym fenylethanolamine N-methyltransferase (PNMT). Dit enzym wordt alleen gevonden in cellen van de bijniermerg.

Aan de andere kant wordt de remming van catecholamine-synthese geproduceerd door de werking van AMPT (alfa-methyl-p-tyrosine). Dit is verantwoordelijk voor het remmen van het enzym tyrosinehydroxylase.

Waar catecholamines worden geproduceerd?

Zoals opgemerkt, komen de belangrijkste catecholamines uit de bijnieren. Specifiek in de bijniermedulla van deze klieren. Ze worden geproduceerd dankzij cellen die chromaffines worden genoemd. Op deze plaats wordt adrenaline uitgescheiden met 80% en noradrenaline in de resterende 20%.

Deze twee stoffen werken als sympathomimetische hormonen. Dat wil zeggen, ze simuleren de effecten van hyperactiviteit in het sympathische zenuwstelsel. Dus wanneer deze stoffen in de bloedbaan worden vrijgegeven, worden een toename van de bloeddruk, verhoogde spiercontractie en verhoogde glucoseniveaus ervaren. Evenals versnelling van de hartslag en ademhaling.

Om deze reden zijn catecholamines essentieel om stress-, vecht- of vluchtreacties voor te bereiden.

Norepinephrine of norepinephrine wordt gesynthetiseerd en opgeslagen in de postganglionische vezels van de perifere sympathische zenuwen. Deze stof wordt ook geproduceerd in de cellen van de locus coeruleus, in een cellenreeks genaamd A6.

Deze neuronen projecteren de hippocampus, amygdala, thalamus en cortex; de dorsale norepinephrinegische route vormen. Dit pad lijkt betrokken te zijn bij cognitieve functies zoals aandacht en geheugen.

De ventrale route, die verbonden is met de hypothalamus, lijkt te participeren in vegetatieve, neuroendocriene en autonome functies.

Aan de andere kant kan dopamine ook ontstaan ​​uit de bijniermerg en perifere sympathische zenuwen. Het werkt echter vooral als een neurotransmitter van het centrale zenuwstelsel. Op deze manier komt het meestal voor in twee delen van de hersenstam: de substantia nigra en het ventrale tegmentale gebied.

In het bijzonder worden de hoofdgroepen van dopaminerge cellen gevonden in het ventrale gebied van de middenhersenen, een gebied dat "groep van A9-cellen" wordt genoemd. Deze zone bevat de substantia nigra. Ze bevinden zich ook in celgroep A10 (ventrale tegmentale ruimte).

De A9-neuronen projecteren hun vezels naar de nucleus caudate en putamen, waardoor de nigrostriatale route wordt gevormd. Dit is van fundamenteel belang voor motorbesturing.

Terwijl de neuronen van zone A10 door de kern van accumbens gaan, de amygdala en de prefrontale cortex, vormen ze de mesocorticolische route. Dit is essentieel bij motivatie, emoties en het vormen van herinneringen.

Bovendien is er een andere groep dopaminerge cellen in een deel van de hypothalamus, die verbinding maakt met de hypofyse om hormonale functies uit te oefenen.

Er zijn ook andere kernen in het gebied van de hersenstam die worden geassocieerd met adrenaline, zoals het postrema-gebied en het alleenstaande kanaal. Om echter adrenaline in het bloed af te geven, is de aanwezigheid van een andere neurotransmitter, acetylcholine, noodzakelijk.. 

Vrijgave van catecholamines

Voor het vrijkomen van de catecholamines is de eerdere afgifte van acetylcholine noodzakelijk. Deze release kan bijvoorbeeld optreden wanneer we een gevaar detecteren. Acetylcholine levert de bijniermedulla en produceert een reeks cellulaire gebeurtenissen

Het resultaat is de uitscheiding van catecholamines naar de extracellulaire ruimte door een proces genaamd exocytose..

Hoe handelen ze in het lichaam?

Er zijn een reeks receptoren verspreid over het lichaam die adrenerge receptoren worden genoemd. Deze receptoren worden geactiveerd met catecholamines en zijn verantwoordelijk voor een breed scala aan functies.

Meestal, wanneer dopamine, adrenaline of noradrenaline binden aan deze receptoren; er treedt een ontsnappings- of vechtreactie op. Dus, verhoogt de hartslag, spierspanning en lijkt een verwijding van de pupillen. Ze beïnvloeden ook het gastro-intestinale systeem.

Het is belangrijk op te merken dat de catecholamines in het bloed die de bijniermedulla afgeven hun effect hebben op de perifere weefsels, maar niet in de hersenen. Dit komt omdat het zenuwstelsel wordt gescheiden door de bloed-hersenbarrière.

Er zijn ook specifieke receptoren voor dopamine, die uit 5 soorten bestaan. Deze worden gevonden in het zenuwstelsel, vooral in de hippocampus, kern van accumbens, hersenschors, amygdala en substantia nigra..

functies

Catecholamines kunnen zeer uiteenlopende functies van het organisme moduleren. Zoals eerder vermeld, kunnen ze door het bloed circuleren of verschillende effecten op de hersenen hebben (zoals neurotransmitters).

Vervolgens leer je over de functies waaraan catecholamines deelnemen:

Cardiale functies

Door een toename van adrenaline (voornamelijk), is er een toename van de samentrekkingskracht van het hart. Bovendien neemt de frequentie van beats toe. Dit veroorzaakt een toename van de zuurstoftoevoer.

Vasculaire functies

Over het algemeen veroorzaakt een toename van catecholamines een vasoconstrictie, dat wil zeggen een contractie in de bloedvaten. Het gevolg is een verhoging van de bloeddruk.

Gastro-intestinale functies

Adrenaline lijkt de maag- en darmmotiliteit en secreties te verminderen. Evenals sfincter samentrekking. De adrenerge receptoren die bij deze functies betrokken zijn, zijn a1, a2 en b2.

Urinaire functies

Adrenaline ontspant de detrusorspier van de blaas (zodat meer urine kan worden opgeslagen). Tegelijkertijd trekt het de trigone en sluitspier samen om urineretentie mogelijk te maken.

Echter, matige doses dopamine verhogen de bloedstroom naar de nieren, met een diuretisch effect tot gevolg.

Oculaire functies

De toename van catecholamines produceert ook pupilverwijding (mydriasis). Naast een afname van de intraoculaire druk.

Ademhalingsfuncties

De catecholamines lijken de ademfrequentie te verhogen. Bovendien heeft het krachtige bronchiale ontspannende effecten. Het vermindert dus de bronchiënafscheiding die een bronchodilatorwerking uitoefent.

Functies in het centrale zenuwstelsel

In het zenuwstelsel verhogen noradrenaline en dopamine de waakzaamheid, aandacht, concentratie en stimulusverwerking.

Het zorgt ervoor dat we sneller reageren op stimuli en beter leren en onthouden. Ze bemiddelen ook in de gevoelens van plezier en beloning. Verhoogde niveaus van deze stoffen zijn echter in verband gebracht met angstproblemen. 

Hoewel lage niveaus van dopamine het uiterlijk van veranderingen in aandacht, leermoeilijkheden en depressie lijken te beïnvloeden.

Motor functies

Dopamine is de belangrijkste catecholamine die betrokken is bij de beheersing van bewegingen. De verantwoordelijke gebieden zijn de substantia nigra en de basale ganglia (vooral de caudate nucleus).

In feite is aangetoond dat de afwezigheid van dopamine in de basale ganglia de oorsprong is van de ziekte van Parkinson.

spanning

Catecholamines zijn erg belangrijk in de regulatie van stress. De niveaus van deze stoffen worden verhoogd om ons lichaam voor te bereiden om te reageren op mogelijk gevaarlijke prikkels. Dit is hoe de vecht- of vluchtreacties verschijnen.

Acties op het immuunsysteem

Het is aangetoond dat stress het immuunsysteem beïnvloedt, voornamelijk gemedieerd door adrenaline en noradrenaline. Wanneer we worden blootgesteld aan stress, laat de bijnier adrenaline vrij, terwijl noradrenaline in het zenuwstelsel wordt uitgescheiden. Dit innert de organen die betrokken zijn bij het immuunsysteem.

Een toename van catecholamines op een zeer langdurige manier veroorzaakt chronische stress en verzwakking van het immuunsysteem.

Analyse van catecholamines in urine en bloed

Het organisme breekt de catecholamines af en scheidt ze uit via de urine. Daarom kan via een urineanalyse de hoeveelheid catecholamines die in een periode van 24 uur wordt uitgescheiden worden waargenomen. Deze test kan ook worden uitgevoerd via een bloedtest.

Deze test wordt meestal uitgevoerd om tumoren in de bijnieren (feochromocytoom) te diagnosticeren. Een tumor in dit gebied zou ertoe leiden dat te veel catecholamines vrijkomen. Wat zou worden weerspiegeld in symptomen zoals hypertensie, overmatig zweten, hoofdpijn, tachycardie en tremor.

Hoge niveaus van catecholamines in de urine kunnen ook elke vorm van overmatige stress manifesteren, zoals infecties door het hele lichaam, operaties of traumatische letsels.

Hoewel deze niveaus kunnen worden gewijzigd als er medicijnen zijn ingenomen voor bloeddruk, antidepressiva, medicijnen of cafeïne. Bovendien kan het hebben van verkoudheid de catecholaminewaarden in de analyse verhogen.

Lage waarden kunnen echter wijzen op diabetes of veranderingen in de activiteit van het zenuwstelsel.

referenties

1. Brandan, N.C., Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, D.A. N., & Rodríguez, A. N. (2010). Bijniercatecholamine Hormonen. Voorzitter van de Biochemistry Faculteit Geneeskunde. [toegang: 2 januari 2017]. 
2. Catecholamine. (N.D.). Opgeruimd op 2 januari 2017, van Wikipedia.org.
3. Catecholamine. (21 van 12 van 2009). Opgehaald uit Encyclopædia Britannica.
4. Catecholamines in bloed. (N.D.). Opgehaald op 2 januari 2017 vanuit WebMD.
5. Catecholamines in urine. (N.D.). Opgehaald op 2 januari 2017 vanuit WebMD.
6. Carlson, N.R. (2006). Fysiologie van gedrag 8e druk: Madrid: Pearson. pp: 117-120.
7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Stress en immuunsysteem. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.
8. Kobayashi, K. (2001). De rol van catecholamine signalering in functies van de hersenen en het zenuwstelsel: nieuwe inzichten uit moleculair genetisch onderzoek bij muizen. In Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings (deel 6, nr. 1, pagina 115-121). Nature Publishing Group.
9. Nicoll, RA, Malenka, RC en Kauer, JA (1990). Functionele vergelijking van de subtypes van neurotransmitterreceptoren in het centrale zenuwstelsel van zoogdieren. Physiol Rev.; 70: 513-565.