Sintesis, Pelepasan dan Fungsi Catecholamines

The catecholamines (CA) atau aminohormone adalah semua bahan yang mengandungi struktur mereka dalam kumpulan catechol dan rantaian sampingan dengan kumpulan amino. Mereka boleh bekerja di dalam badan kita sebagai hormon atau sebagai neurotransmitter.

Catecholamines adalah kelas monoamines yang disintesis dari tirosin. Yang utama ialah dopamin, adrenalin dan noradrenalin.

Mereka terdiri daripada neurotransmiter yang sangat penting di dalam badan kita dan memberi pelbagai fungsi. Mereka mengambil bahagian dalam kedua-dua mekanisme neural dan endokrin.

Sebahagian daripada fungsi sistem saraf pusat yang mengawal pergerakan, kognisi, emosi, pembelajaran dan ingatan.

Catecholamines memainkan peranan penting dalam tindak balas tekanan. Dengan cara ini, pelepasan bahan-bahan ini meningkat apabila anda mengalami tekanan fizikal atau emosi.

Di peringkat sel, bahan ini memodulasi aktiviti neuron dengan membuka atau menutup saluran ion mengikut reseptor yang terlibat (Nicoll et al., 1990).

Tahap catecholamine dapat dilihat melalui ujian darah dan air kencing. Bahkan, catecholamines terikat pada kira-kira 50% daripada protein dalam darah.

Perubahan pada neurotransmiter katekolamin kelihatannya menjelaskan gangguan saraf dan neuropsychiatrik tertentu. Sebagai contoh, kemurungan dikaitkan dengan tahap rendah bahan-bahan ini, berbanding dengan kebimbangan. Sebaliknya, dopamine memainkan peranan penting dalam penyakit seperti Parkinson dan skizofrenia.

Biosintesis katekolamin

Catecholamines berasal dari tirosin, asid amino yang membentuk protein. Ia boleh didapati secara langsung dari diet (sebagai sumber eksogen) atau disintesis dalam hati dari fenilalanin (sumber endogen).

Phenylalanine adalah asid amino penting bagi manusia. Ia diperoleh melalui diet, walaupun terdapat juga beberapa bahan psikoaktif.

Untuk mempunyai tahap katekolamin yang mencukupi, adalah penting untuk mengkonsumsi makanan kaya phenylalanine seperti daging merah, telur, ikan, produk tenusu, kacang, kacang merah, kacang, dan sebagainya..

Ia juga terdapat dalam aspartam, pemanis yang digunakan secara meluas dalam minuman ringan dan produk diet. Bagi tirosin, ia boleh didapati dalam keju.

Untuk catecholamines untuk membentuk, tirosin mesti disintesis oleh hormon yang dipanggil tyrosine hydroxylase. Setelah hidroksilasi, L-DOPA (L-3,4-dihydroxyphenylalanine) diperoleh.

Kemudian DOPA melalui proses decarboxylation melalui enzim DOPA decarboxylase, menghasilkan dopamin. 

Dari dopamin, dan terima kasih kepada beta-hidroksilasi dopamin, noradrenalin (juga dipanggil norepinefrin) dicapai.

Adrenalin terbentuk di dalam sumsum kelenjar adrenal, yang terletak di buah pinggang. Ia timbul dari noradrenalin. Adrenalin timbul apabila noradrenalin disintesis oleh enzim phenylethanolamine N-methyltransferase (PNMT). Enzim ini hanya terdapat di dalam sel-sel medulla adrenal.

Sebaliknya, perencatan sintesis catecholamine dihasilkan oleh tindakan AMPT (alpha methyl-p-tyrosine). Ini bertanggungjawab untuk menghalang enzim tirosin hidroksilase.

Di mana catecholamines dihasilkan?

Seperti yang dinyatakan, catecholamines utama berasal dari kelenjar adrenal. Khususnya dalam medulla adrenal kelenjar-kelenjar ini. Mereka dihasilkan terima kasih kepada sel yang dipanggil chromaffin. Di tempat ini adrenalin disembur sebanyak 80%, dan noradrenalin dalam baki 20%.

Kedua-dua bahan bertindak sebagai hormon sympathomimetic. Iaitu, mereka mensimulasikan kesan hiperaktif dalam sistem saraf simpatik. Oleh itu, apabila zat-zat ini dibebaskan ke dalam aliran darah, peningkatan tekanan darah, peningkatan pengecutan otot, dan tahap glukosa yang meningkat. Selain mempercepatkan denyutan jantung dan pernafasan.

Atas sebab ini, catecholamines adalah penting untuk menyediakan tekanan, perjuangan atau tindak balas penerbangan.

Norepinephrine atau norepinephrine disintesis dan disimpan dalam serat postganglionik saraf simpatetik periferi. Bahan ini juga dihasilkan dalam sel locus coeruleus, dalam set sel yang dipanggil A6.

Projek neuron ini kepada hippocampus, amygdala, thalamus dan korteks; yang merupakan laluan dorsal norepinephrinegic. Laluan ini seolah-olah terlibat dalam fungsi kognitif seperti perhatian dan ingatan.

Laluan ventral, yang menghubungkan dengan hipotalamus, seolah-olah terlibat dalam fungsi vegetatif, neuroendokrin dan autonomi.

Di sisi lain, dopamin juga boleh timbul dari medulla adrenal dan saraf simpatetik periferal. Bagaimanapun, ia berfungsi sebagai neurotransmitter sistem saraf pusat. Dengan cara ini, ia berlaku kebanyakannya dalam dua bidang batang otak: substantia nigra dan kawasan tegegalal ventralal.

Khususnya, kumpulan utama sel dopaminergik ditemui di rantau ventral tengah orang tengah, kawasan yang dikenali sebagai "kumpulan sel A9". Zon ini termasuk substantia nigra. Mereka juga terletak di dalam kumpulan sel A10 (kawasan ventral tegmental).

Neuron A9 memproyeksikan serat mereka ke nukleus dan putamen, membentuk jalur nigrostriatis. Ini adalah asas untuk kawalan motor.

Sedangkan neuron zon A10 melalui nukleus accumbens, amygdala dan korteks prefrontal, membentuk jalur mesokortikolimbik. Ini penting dalam motivasi, emosi dan pembentukan kenangan.

Di samping itu, terdapat satu lagi kumpulan sel dopaminergik di bahagian hipotalamus, yang menghubungkan dengan kelenjar pituitari untuk mengenalpasti fungsi hormon.

Terdapat juga nukleus lain di kawasan batang otak yang dikaitkan dengan adrenalin, seperti kawasan posrema dan saluran bersendirian. Walau bagaimanapun, untuk melepaskan adrenalin dalam darah, kehadiran neurotransmitter lain, asetilkolin diperlukan.. 

Pelepasan catecholamines

Untuk pembebasan catecholamine berlaku, pengeluaran acetylcholine sebelum ini diperlukan. Pelepasan ini mungkin berlaku, contohnya, apabila kita mengesan bahaya. Acetylcholine membekalkan medulla adrenal dan menghasilkan satu siri peristiwa selular

Hasilnya ialah rembesan catecholamines ke ruang ekstraselular dengan proses yang disebut exocytosis..

Bagaimana mereka bertindak dalam badan?

Terdapat siri reseptor yang diedarkan di seluruh badan yang dikenali sebagai reseptor adrenergik. Reseptor ini diaktifkan dengan katekolamin, dan bertanggungjawab untuk pelbagai fungsi.

Biasanya, apabila dopamin, adrenalin atau noradrenalin mengikat kepada penerima ini; tindak balas melarikan diri atau perjuangan berlaku. Oleh itu, meningkatkan kadar denyutan jantung, ketegangan otot dan muncul pelebaran murid-murid. Mereka juga mempengaruhi sistem gastrousus.

Adalah penting untuk diperhatikan bahawa katekolamin dalam darah yang melepaskan medulla adrenal memberi kesan kepada tisu periferi, tetapi tidak di dalam otak. Ini kerana sistem saraf dipisahkan oleh penghalang darah-otak.

Terdapat juga reseptor khusus untuk dopamin, yang terdiri daripada 5 jenis. Ini terdapat di dalam sistem saraf, terutama di hippocampus, nukleus accumbens, korteks serebrum, amygdala dan substantia nigra..

Fungsi

Catecholamines boleh memodulasi fungsi yang sangat pelbagai organisma. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, mereka boleh beredar melalui darah atau memberi kesan yang berbeza pada otak (seperti neurotransmitter).

Seterusnya, anda boleh mengetahui tentang fungsi-fungsi di mana catecholamin mengambil bahagian:

Fungsi jantung

Melalui peningkatan dalam tahap adrenalin (terutamanya), terdapat peningkatan daya kontraksi jantung. Di samping itu, kekerapan rentak kenaikan. Ini menyebabkan peningkatan bekalan oksigen.

Fungsi vaskular

Secara umumnya peningkatan dalam catecholamine menyebabkan pembuluh darah, iaitu penguncupan dalam saluran darah. Akibatnya adalah peningkatan tekanan darah.

Fungsi gastrointestinal

Adrenalin seolah-olah mengurangkan motiliti dan perut usus dan usus. Serta penguncupan sphincter. Reseptor adrenergik yang terlibat dalam fungsi ini adalah a1, a2 dan b2.

Fungsi kencing

Adrenalin melegakan otot detrusor pundi kencing (supaya lebih banyak air kencing dapat disimpan). Pada masa yang sama ia mengendalikan trigone dan sfinkter untuk membolehkan pengekalan kencing.

Walau bagaimanapun, dos sederhana dopamin meningkatkan aliran darah ke buah pinggang, memberikan kesan diuretik.

Fungsi okular

Peningkatan catecholamines juga menghasilkan pembasmian murid (mydriasis). Selain penurunan tekanan intraokular.

Fungsi pernafasan

Catecholamine kelihatannya meningkatkan kadar pernafasan. Di samping itu, ia mempunyai kesan santai bronkial yang kuat. Oleh itu, ia mengurangkan pengecutan bronkial yang melakukan tindakan bronkodilator.

Fungsi dalam Sistem Saraf Tengah

Dalam sistem saraf, noradrenaline dan dopamin meningkatkan kesungguhan, perhatian, tumpuan dan pemprosesan rangsangan.

Ia membuatkan kita bertindak balas dengan lebih pantas untuk merangsang dan belajar dan mengingat dengan lebih baik. Mereka juga memeterai sensasi keseronokan dan pahala. Walau bagaimanapun, tahap tinggi bahan-bahan ini telah dikaitkan dengan masalah kecemasan. 

Sedangkan tahap dopamin yang rendah kelihatan mempengaruhi penampilan perubahan dalam perhatian, kesukaran belajar dan kemurungan.

Fungsi motor

Dopamine adalah catecholamine utama yang terlibat dalam pengantaraan kawalan pergerakan. Bidang yang bertanggungjawab adalah substantia nigra dan ganglia basal (terutama nukleus caudate).

Malah, ketiadaan dopamin dalam ganglia basal telah terbukti menjadi punca penyakit Parkinson.

Tekanan

Catecholamines sangat penting dalam pengawalan tekanan. Tahap bahan-bahan ini dinaikkan untuk menyediakan badan kita untuk bertindak balas terhadap rangsangan yang berpotensi berbahaya. Ini adalah bagaimana pertarungan atau tindak balas penerbangan muncul.

Tindakan sistem imun

Telah ditunjukkan bahawa tekanan mempengaruhi sistem kekebalan tubuh, yang dimediasi terutamanya oleh adrenalin dan noradrenalin. Apabila kita terdedah kepada stres, kelenjar adrenal mengeluarkan adrenalin, sementara noradrenalin disembur dalam sistem saraf. Ini menyegarkan organ-organ yang terlibat dalam sistem imun.

Peningkatan catecholamines dengan cara yang sangat panjang, menghasilkan tekanan kronik dan melemahkan sistem imun.

Analisis catecholamine dalam air kencing dan darah

Organisme memecah katekolamin dan mengeluarkannya melalui air kencing. Oleh itu, melalui urinalisis, jumlah catecholamine yang dirahsiakan dalam tempoh 24 jam dapat dilihat. Ujian ini juga boleh dilakukan melalui ujian darah.

Ujian ini biasanya dilakukan untuk mendiagnosis tumor dalam kelenjar adrenal (pheochromocytoma). Tumor di kawasan ini akan menyebabkan terlalu banyak catecholamine dikeluarkan. Apa yang akan ditunjukkan dalam gejala seperti hipertensi, berpeluh berlebihan, sakit kepala, takikardia dan gegaran.

Tahap tinggi catecholamines dalam air kencing juga boleh memperlihatkan apa-apa jenis tekanan yang berlebihan, seperti jangkitan di seluruh badan, pembedahan atau kecederaan traumatik.

Walaupun tahap ini boleh diubah jika ubat-ubatan telah diambil untuk tekanan darah, antidepresan, ubat-ubatan atau kafein. Selain itu, setelah menghabiskan sejuk dapat meningkatkan kadar catecholamine dalam analisis.

Walau bagaimanapun, nilai yang rendah mungkin menunjukkan kencing manis atau perubahan dalam aktiviti sistem saraf.

Rujukan

1. Brandan, N. C., Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, D. A. N., & Rodríguez, A. N. (2010). Adrenal Catecholamine Hormones. Pengerusi Fakulti Perubatan Biokimia. [akses: 02 Januari, 2017]. 
2. Catecholamine (s.f.). Diperoleh pada 2 Januari 2017, dari Wikipedia.org.
3. Catecholamine (21 dari 12 tahun 2009). Diperolehi daripada Encyclopædia Britannica.
4. Catecholamines dalam Darah. (s.f.). Diperoleh pada 2 Januari 2017, dari WebMD.
5. Catecholamines dalam Urine. (s.f.). Diperoleh pada 2 Januari 2017, dari WebMD.
6. Carlson, N.R. (2006). Fisiologi tingkah laku 8th Ed Madrid: Pearson. pp: 117-120.
7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Tekanan dan sistem imun. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.
8. Kobayashi, K. (2001). Peranan catecholamine isyarat dalam fungsi otak dan sistem saraf: pandangan baru dari kajian genetik molekul tetikus. Dalam Journal of Investigation Dermatology Symposium Proceedings (Vol 6, No. 1, ms 115-121). Kumpulan Penerbitan Alam.
9. Nicoll, RA, Malenka, RC, dan Kauer, JA (1990). Perbandingan fungsi subtipe penerima reseptor neurotransmitter dalam sistem saraf pusat mamalia. Physiol Rev.; 70: 513-565.