CATECHOLAMINES: SYNTHESE, AFGIFTE EN FUNCTIES - NEUROPSYCHOLOGIE - 2024

De catecholamines of aminohormonas zijn stoffen die in hun structuur een catecholgroep en een zijketen met een aminogroep bevatten. Ze kunnen in ons lichaam functioneren als hormonen of als neurotransmitters.

Catecholamines zijn een klasse van monoaminen die worden gesynthetiseerd uit tyrosine. De belangrijkste zijn dopamine, adrenaline en norepinefrine. Ze bestaan ​​uit zeer belangrijke neurotransmitters in ons lichaam en hebben meerdere functies; ze nemen deel aan zowel neurale als endocriene mechanismen.

Moleculaire structuur van noradrenaline (noradrenaline), van de catecholamine-familie.

Enkele van de functies van het centrale zenuwstelsel die ze controleren, zijn beweging, cognitie, emoties, leren en geheugen. Ze spelen ook een fundamentele rol bij het reageren op stress. Op deze manier neemt de afgifte van deze stoffen toe bij het ervaren van fysieke of emotionele stress. Op cellulair niveau moduleren deze stoffen de neuronale activiteit door ionenkanalen te openen of te sluiten volgens de betrokken receptoren.

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

Veranderingen in de catecholamine-neurotransmissie lijken bepaalde neurologische en neuropsychiatrische aandoeningen te verklaren. Depressie wordt bijvoorbeeld geassocieerd met lage niveaus van deze stoffen, in tegenstelling tot angst. Anderzijds lijkt dopamine een essentiële rol te spelen bij ziekten als Parkinson en schizofrenie.

Biosynthese van catecholamines

Catecholamines zijn afgeleid van tyrosine, een aminozuur dat eiwitten vormt. Het kan rechtstreeks uit de voeding worden gewonnen (als een exogene bron) of in de lever worden gesynthetiseerd uit fenylalanine (als een endogene bron).

Fenylalanine

Fenylalanine is een essentieel aminozuur voor mensen. Het wordt verkregen via de voeding, hoewel ze ook in sommige psychoactieve stoffen voorkomen.

Om voldoende catecholaminen te hebben, is het belangrijk om voedingsmiddelen te consumeren die rijk zijn aan fenylalanine, zoals rood vlees, eieren, vis, zuivelproducten, kikkererwten, linzen, noten, enz.

Tyrosine

Chemische structuur van het aminozuur Tyrosine (Bron: Clavecin via Wikimedia Commons)

Tyrosine is te vinden in kaas. Om catecholamines te vormen, moet tyrosine worden gesynthetiseerd door een hormoon genaamd tyrosinehydroxylase. Eenmaal gehydroxyleerd, wordt L-DOPA (L-3,4-dihydroxyfenylalanine) verkregen.

Dopamine en norepinefrine

Vervolgens doorloopt DOPA een decarboxyleringsproces door het enzym DOPA decarboxylase, dat dopamine produceert.

Dopamine 2D-molecuul.

Van dopamine, en dankzij bèta-gehydroxyleerd dopamine, wordt norepinefrine (ook wel norepinefrine genoemd) verkregen.

Norepinefrine molecuul

Adrenaline

Epinefrine wordt gemaakt in de medulla van de bijnieren, die zich boven de nieren bevinden. Het komt voort uit norepinephrine. Epinefrine ontstaat wanneer norepinefrine wordt gesynthetiseerd door het enzym fenylethanolamine N-methyltransferase (PNMT). Dit enzym wordt alleen aangetroffen in cellen van het bijniermerg.

Structuur van adrenaline

Aan de andere kant wordt de remming van de catecholaminesynthese veroorzaakt door de werking van AMPT (alfa-methyl-p-tyrosine). Dit is verantwoordelijk voor het remmen van het enzym tyrosine-hydroxylase.

Waar worden catecholamines geproduceerd?

De belangrijkste catecholamines vinden hun oorsprong in de bijnieren, met name in het bijniermerg van deze klieren. Ze worden geproduceerd dankzij cellen die chromaffines worden genoemd: op deze plaats wordt adrenaline voor 80% uitgescheiden en noradrenaline voor de resterende 20%.

Deze twee stoffen werken als sympathicomimetische hormonen. Dat wil zeggen, ze simuleren de effecten van hyperactiviteit op het sympathische zenuwstelsel. Dus wanneer deze stoffen in de bloedbaan worden afgegeven, wordt een verhoging van de bloeddruk, een grotere spiercontractie en verhoogde glucosespiegels ervaren. Evenals versnelling van de hartslag en ademhaling.

Om deze reden zijn catecholamines essentieel ter voorbereiding op stress-, vecht- of vluchtreacties.

Norepinephrine of norepinephrine

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

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

Het ventrale pad, dat verbinding maakt met de hypothalamus, lijkt deel te nemen aan vegetatieve, neuro-endocriene en autonome functies.

Dopamine

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

In het bijzonder worden de belangrijkste groepen dopaminerge cellen gevonden in het ventrale gebied van de middenhersenen, een gebied dat de "A9-celgroep" wordt genoemd. Deze zone bevat de zwarte substantie. Ze bevinden zich ook in de A10-celgroep (ventraal tegmentaal gebied).

De A9-neuronen projecteren hun vezels naar de caudate nucleus en naar het putamen, waardoor ze de nigrostriatale route vormen. Dit is essentieel voor motorbesturing.

Terwijl de neuronen van de A10-zone door de kern van accumbens, de amygdala en de prefrontale cortex gaan en de mesocorticolimbische route vormen. 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 geassocieerd worden met adrenaline, zoals het gebied postmas en het solitaire kanaal. Om adrenaline in het bloed te laten vrijkomen, is de aanwezigheid van een andere neurotransmitter, acetylcholine, echter noodzakelijk.

Vrijlating

Om de afgifte van catecholamines te laten plaatsvinden, is de voorafgaande afgifte van acetylcholine noodzakelijk. Deze vrijgave kan bijvoorbeeld plaatsvinden wanneer we een gevaar detecteren. Acetylcholine innerveren het bijniermerg en veroorzaakt een reeks cellulaire gebeurtenissen.

Moleculaire structuur van acetylcholine

Het resultaat is de afscheiding van catecholamines in de extracellulaire ruimte door een proces dat exocytose wordt genoemd.

Hoe gedragen ze zich in het lichaam?

Er is een reeks receptoren die door het lichaam worden verspreid, de zogenaamde adrenerge receptoren. Deze receptoren worden geactiveerd door catecholamines en zijn verantwoordelijk voor een breed scala aan functies.

Gewoonlijk wanneer dopamine, epinefrine of noradrenaline aan deze receptoren binden; er is een vecht- of vluchtreactie. Zo neemt de hartslag toe, neemt de spierspanning toe en verwijden de pupillen zich. Ze beïnvloeden ook het gastro-intestinale systeem.

Het is belangrijk op te merken dat bloedcatecholamines die vrijkomen door het bijniermerg hun effect uitoefenen op perifere weefsels, maar niet op de hersenen. Dit komt doordat het zenuwstelsel wordt gescheiden door de bloed-hersenbarrière.

Er zijn ook specifieke receptoren voor dopamine, die uit 5 soorten bestaan. Deze worden aangetroffen in het zenuwstelsel, vooral in de hippocampus, nucleus accumbens, cerebrale cortex, amygdala en substantia nigra.

Kenmerken

Catecholamines kunnen zeer uiteenlopende functies van het lichaam moduleren. Zoals hierboven vermeld, kunnen ze in het bloed circuleren of verschillende effecten hebben in de hersenen (als neurotransmitters).

Vervolgens zul je in staat zijn om de functies te kennen waaraan catecholamines deelnemen:

Cardiale functies

Door een verhoging van de adrenaline-niveaus (voornamelijk), is er een toename van de samentrekkende kracht van het hart. Bovendien neemt de frequentie van de hartslag toe. Hierdoor neemt de zuurstoftoevoer toe.

Vasculaire functies

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

Gastro-intestinale functies

Epinefrine lijkt de beweeglijkheid en de maag- en darmsecretie te verminderen. Evenals samentrekking van de sluitspieren. De adrenerge receptoren die bij deze functies betrokken zijn, zijn de a1, a2 en b2.

Urinaire functies

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

Matige doses dopamine verhogen echter de bloedtoevoer naar de nieren en hebben een diuretisch effect.

Oculaire functies

De toename van catecholamines veroorzaakt ook een verwijding van de pupillen (mydriasis). Naast een afname van de intraoculaire druk.

Ademhalingsfuncties

Catecholamines lijken de ademhalingssnelheid te verhogen. Bovendien heeft het krachtige bronchiale ontspannende effecten. Het vermindert dus de bronchiale afscheidingen en oefent een bronchusverwijdende werking uit.

Functies in het centrale zenuwstelsel

In het zenuwstelsel verhogen noradrenaline en dopamine de alertheid, aandacht, concentratie en prikkelverwerking.

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

Terwijl lage dopaminegehaltes het optreden van aandachtsstoornissen, leermoeilijkheden en depressie lijken te beïnvloeden.

Motorische functies

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

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

Spanning

Catecholamines zijn erg belangrijk bij het reguleren van stress. De niveaus van deze stoffen worden verhoogd om ons lichaam voor te bereiden 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 norepinefrine. Wanneer we worden blootgesteld aan stress, geeft de bijnier adrenaline af, terwijl het zenuwstelsel noradrenaline afscheidt. Dit innerveren de organen die betrokken zijn bij het immuunsysteem.

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

Analyse van catecholamines in urine en bloed

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

Deze test wordt meestal gedaan om tumoren in de bijnieren (feochromocytoom) te diagnosticeren. Een tumor in dit gebied zou ervoor zorgen dat er te veel catecholamines vrijkomen. Wat zou tot uiting komen in symptomen zoals hypertensie, overmatig zweten, hoofdpijn, tachycardie en tremoren.

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

Hoewel deze niveaus kunnen veranderen als ze medicijnen tegen de bloeddruk, antidepressiva, medicijnen of cafeïne hebben gebruikt. Bovendien kan kou het gehalte aan catecholaminen in de analyse verhogen.

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

Referenties

1. Brandan, NC, Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, DAN en Rodríguez, AN (2010). Bijnier Catecholamine Hormonen. Voorzitter Biochemie Faculteit Geneeskunde. .
2. Catecholamine. (sf). Opgehaald op 2 januari 2017, van Wikipedia.org.
3. Catecholamine. (21 van 12 van 2009). Verkregen van Encyclopædia Britannica.
4. Catecholamines in bloed. (sf). Opgehaald op 2 januari 2017 vanuit WebMD.
5. Catecholamines in urine. (sf). Opgehaald op 2 januari 2017 vanuit WebMD.
6. Carlson, NR (2006). Fysiologie van gedrag 8e Ed. Madrid: Pearson. pp: 117-120.
7. Gómez-González, B., en Escobar, A. (2006). Stress en het immuunsysteem. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.