Катехоламіни — це група сполук, які мають структурну схожість з тирозином. До них належать нейромедіатори та гормони. Тому катехоламіни надзвичайно важливі для внутрішньої регуляції організму та функціонування нервової системи. Які сполуки належать до катехоламінів? Яка їхня роль в організмі людини?
- Катехоламіни — вплив на організм
- Катехоламіни як нейромедіатори
- Катехоламіни як гормони
- Катехоламіни як ліки
- Катехоламіни — розпад катехоламінів в організмі людини
- Причини високої концентрації катехоламінів в організмі
Катехоламіни, що містяться в організмі людини, — це насамперед нейромедіатори, тобто речовини, що відповідають за передачу інформації між нервовими клітинами. Їх об’єднує моноамінова структура і той факт, що вони утворюються в організмі з тирозину, однієї з амінокислот. Катехоламіни не можуть надходити з їжею. Наш організм повинен синтезувати їх самостійно з білкових поживних речовин.
Найважливішими речовинами, що належать до катехоламінів, є
Ці сполуки виробляються переважно клітинами мозкового шару надниркових залоз і постгангліонарними волокнами симпатичної нервової системи.
Дофамін — це нейромедіатор, активний у центральній нервовій системі. Через локалізацію своєї дії він здебільшого синтезується в стовбурі головного мозку.
Катехоламіни — це водорозчинні хімічні сполуки. Вони можуть транспортуватися в крові в плазморозчинній або зв’язаній з білками формі. Це дозволяє адреналіну досягати різних органів тіла з ендокринною функцією.
Багато стимуляторів є аналогами катехоламінів. До цієї групи належать похідні амфетаміну.
Катехоламіни — вплив на організм
Рівень катехоламінів в організмі підвищується в стресових ситуаціях. Ці речовини відповідають за запуск реакції «бий або тікай». Під їхнім впливом організм готується до високих фізичних навантажень у відповідь на стресовий подразник.
Цей механізм розвинувся у наших предків, яким доводилося полювати і боротися за виживання.
Підвищення рівня катехоламінів може бути спровоковане психологічними ситуаціями або стресовими факторами навколишнього середовища, такими як підвищений рівень звуку або інтенсивне світло.
В організмі запускається процес підвищення концентрації катехоламінів:
- підвищення кров’яного тиску
- збільшення частоти серцевих скорочень
- 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, які виділяються нейронами для передачі сигналів іншим нервовим клітинам.
Дофамін активний у мозку, де він виконує кілька різних функцій. Однією з них є його роль як збудливого фактора для центру винагороди. Таким чином, він бере участь у механізмі мотивації, який керує нашою поведінкою.
Багато речовин, що викликають звикання, стимулюють вивільнення дофаміну в мозку, тим самим стимулюючи центр винагороди. До таких сполук належать наркотики та деякі ліки. Цей механізм бере участь у розвитку залежності.
Інша роль дофаміну — участь у нейронній передачі, що відповідає за руховий контроль тіла.
Під час хвороби Паркінсона спостерігається зниження концентрації цього нейромедіатора в чорній речовині головного мозку. Наслідками дефіциту дофаміну при цьому розладі є ригідність м’язів і тремор.
У масовій культурі та засобах масової інформації дофамін часто описують як хімічну речовину, що відповідає за відчуття задоволення. Однак з наукової точки зору ця речовина має насамперед мотиваційну природу.
Це означає, що він керує поведінкою організму, яка наближає його до досягнення мети. Дофамін відповідає за приємне відчуття задоволення від успіху.
Норадреналін — нейромедіатор, який відповідає за мобілізацію мозку і тіла до дії. Під час сну його вивільнення з нервових волокон низьке.
Найвища концентрація цієї речовини спостерігається в стресових або загрозливих ситуаціях. У мозку норадреналін діє, щоб викликати збудження і підвищити пильність. Він позитивно впливає на пам’ять і концентрацію уваги. Водночас він відповідає за реакції тривоги.
Норадреналін у нервовій системі має також периферичний вплив, тобто на весь організм, а не тільки на розум і психіку. Його підвищена концентрація збільшує частоту серцевих скорочень, кров’яний тиск і стимулює викид глюкози в кров.
Крім того, він збільшує приплив крові до скелетних м’язів, одночасно зменшуючи кровопостачання травної системи. Ця дія спрямована на підготовку організму до боротьби або втечі.
Катехоламіни як гормони
Адреналін, також відомий як адреналін, діє в організмі як гормон. Це означає, що він є сполукою, яка виробляється організмом, а потім виділяється в кров. Гормони, подорожуючи кровотоком, потрапляють до різних тканин.
Адреналін, потрапляючи в клітини організму з кров’ю, запускає метаболічні зміни в клітинах. Це призводить до таких ефектів, як збільшення частоти серцевих скорочень, розширення зіниць і стимулювання транспортування цукру до органів тіла.
Він також стимулює потік крові через м’язи. Механізм дії цього гормону базується 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 довгастому мозку. У нервовій системі він також може, подібно до норадреналіну і дофаміну, діяти як нейромедіатор.
У цьому шляху передачі сигналу він бере участь у регуляції вісцеральних функцій. Серед іншого, він регулює дихання.
Вперше цей катехоламін був виділений польським вченим Наполеоном Цибульським у 1895 році.
Катехоламіни як ліки
З раніше згаданих катехоламінів у медицині як лікарський засіб використовується лише адреналін. Його застосовують насамперед у ситуаціях зупинки серця. Ін’єкція цієї речовини
- стимулює скоротливість міокарда
- покращує серцеву провідність
- підвищує ефективність електричної дефібриляції
Адреналін застосовують у випадках анафілактичного шоку, зупинки серця та кардіогенного шоку.
Іноді його використовують для зупинки поверхневої кровотечі, оскільки він локально звужує кровоносні судини. Його також можна використовувати при астмі, коли інші методи лікування не є ефективними.
Цей катехоламін вводять внутрішньовенно, шляхом ін’єкції в м’язи, інгаляції або підшкірного введення. Поширені побічні ефекти, що виникають після введення адреналіну, включають тремор, неспокій і пітливість. Також може спостерігатися прискорення серцебиття та підвищення артеріального тиску.
Препарат леводопа також має структуру катехоламінів. Це речовина, яка є попередником дофаміну. Цей препарат використовується при лікуванні хвороби Паркінсона.
Терапевтичний механізм цього катехоламіну заснований на тому, що, перетинаючи гематоенцефалічний бар’єр, він перетворюється на дофамін. Це збільшує концентрацію цього нейромедіатора в чорній речовині мозку, зменшуючи симптоми захворювання.
Ще один препарат, який належить до катехоламінів, — ізопреналін. Це синтетичне похідне адреналіну, яке не зустрічається в природі в організмі.
Ця речовина використовується для лікування брадикардії (уповільнення серцебиття), серцевої блокади і рідко у випадках астми.
Катехоламіни — розпад катехоламінів в організмі людини
Період напіврозпаду катехоламінів у крові людини становить кілька хвилин. Метилювання катехол-О-метилтрансферазами (КОМТ) або дезамінування моноаміноксидазами (МАО) відповідають за його розпад.
Існують медичні препарати, терапевтичний ефект яких базується на блокуванні моноаміноксидаз (МАО). Ця група речовин називається інгібіторами МАО. Вони використовуються як ліки для підвищення концентрації нейромедіаторів у мозку у людей з депресією.
Друге їхнє застосування — підвищення ефективності терапії хвороби Паркінсона леводопою. При цьому вони блокують розпад цього препарату в крові.
Причини високої концентрації катехоламінів в організмі
У нашому організмі, крім моментів їх підвищеного виділення, пов’язаних, наприклад, зі стресом, рівень катехоламінів у крові низький. Постійно високий рівень катехоламінів може бути пов’язаний з наявністю пухлин, що належать до типів, які збільшують їх вироблення.
Значно підвищений рівень катехоламінів може бути спричинений нейроендокринними пухлинами мозкового шару надниркових залоз. Підвищений рівень також спостерігається при інших ураженнях:
- феохромоцитоми (феохромоцитоми)
- нейробластома
- гангліоневрома.
Ще однією причиною високої концентрації катехоламінів може бути синдром Бруннера, який передбачає дефіцит моноаміноксидази А (МАО-А). Це фермент, який відповідає за розщеплення цих речовин в організмі. Тому його відсутність значно збільшує кількість цих нейромедіаторів у крові.
