Katecholamíny

Katecholamíny sú skupinou zlúčenín, ktoré majú spoločnú štrukturálnu podobnosť s tyrozínom. Patria sem neurotransmitery a hormóny. Z tohto dôvodu sú katecholamíny mimoriadne dôležité pre vnútornú reguláciu tela a fungovanie nervového systému. Ktoré zlúčeniny patria do katecholamínov? Aká je ich úloha v ľudskom tele?

Obsah:

1. Katecholamíny - účinok na telo
2. Katecholamíny ako neurotransmitery
3. Katecholamíny ako hormóny
4. Katecholamíny ako lieky
5. Katecholamíny - rozklad katecholamínov v ľudskom tele
6. Príčiny vysokých hladín katecholamínov v tele

Katecholamíny nachádzajúce sa v ľudskom tele sú primárne neurotransmitery, teda látky zodpovedné za prenos informácií medzi nervovými bunkami. Majú monoamínovú štruktúru a skutočnosť, že sa v tele tvoria z tyrozínu, teda jednej z aminokyselín. Katecholamíny nemožno dodávať s jedlom. Naše telo si ich musí syntetizovať samo z bielkovinových živín.

Najdôležitejšie látky patriace do katecholamínov sú:

• adrenalín
• noradrenalín
• dopamín

Tieto zlúčeniny sú produkované hlavne bunkami drene nadobličiek a postganglionickými vláknami sympatického nervového systému.

Dopamín je aktívny neurotransmiter v centrálnom nervovom systéme. Vďaka miestu svojho pôsobenia sa vo veľkej miere syntetizuje v mozgovom kmeni.

Katecholamíny sú vo vode rozpustné chemikálie. Môžu byť transportované v krvi rozpustené v plazme alebo viazané na bielkoviny. Vďaka tomu sa adrenalín môže dostať do rôznych orgánov tela vykonávajúcich hormonálnu funkciu.

Mnohé stimulanty sú analógmi katecholamínov. Do tejto skupiny patria deriváty amfetamínu.

Katecholamíny - účinok na telo

Úroveň katecholamínov v tele sa zvyšuje v stresových situáciách. Tieto látky sú zodpovedné za spustenie reakcie „boj alebo útek“. Pod ich vplyvom sa telo pripravuje na intenzívnu fyzickú námahu v reakcii na stresový podnet.

Tento mechanizmus sa vyvinul u našich predkov, ktorí museli loviť a bojovať o prežitie.

Zvýšenie hladín katecholamínov môže byť vyvolané psychickými situáciami alebo stresovými faktormi prostredia, ako je zvýšená hladina zvuku alebo intenzívne svetlo.

Zvýšenie koncentrácie katecholamínov v tele je spôsobené:

• zvýšenie krvného tlaku
• zvýšená srdcová frekvencia
• zvýšenie hladiny glukózy v krvi

Katecholamíny ako neurotransmitery

Noradrenalín a dopamín sú katecholamíny, ktoré pôsobia ako neurotransmitery v centrálnom nervovom systéme. To znamená, že sú to chemikálie uvoľňované neurónmi na vysielanie signálov do ďalších nervových buniek.

Dopamín je aktívny v mozgu, kde vykonáva niekoľko rôznych funkcií. Jednou z nich je úloha stimulanta v centre odmien. Týmto spôsobom sa podieľa na motivačnom mechanizme, ktorý vedie naše správanie.

Mnoho látok s návykovými vlastnosťami stimuluje uvoľňovanie dopamínu v mozgu, čím stimuluje centrum odmien. Drogy a niektoré lieky sú také zlúčeniny. Tento mechanizmus sa podieľa na rozvoji závislosti.

Ďalšou úlohou dopamínu je účasť na neurotransmisii zodpovednej za motorickú kontrolu tela.

Počas Parkinsonovej choroby sa pozoruje pokles koncentrácie tohto neurotransmiteru v substantia nigra mozgu. Nedostatok dopamínu pri tejto poruche vedie k svalovej stuhnutosti a traseniu.

V populárnej kultúre a médiách je dopamín často označovaný ako chemikália zodpovedná za prežívanie rozkoše. Z hľadiska vedy je však táto látka predovšetkým motivačná.

To znamená, že riadi správanie tela, ktoré ho približuje k dosiahnutiu jeho cieľa. Dopamín je zodpovedný za príjemný pocit spokojnosti s úspechom.

Norepinefrín je neurotransmiter zodpovedný za mobilizáciu mozgu a tela k činnosti. Jeho uvoľňovanie z nervových vlákien je počas spánku nízke.

Najvyššia koncentrácia tejto látky sa vyskytuje v stresových alebo núdzových situáciách. V mozgu norepinefrín účinkuje tak, že spôsobuje excitáciu a zvyšuje bdelosť. Pozitívne ovplyvňuje pamäť a koncentráciu. Zároveň je zodpovedný za úzkostné reakcie.

Noradrenalín v nervovom systéme pôsobí aj periférne, teda na celé telo, nielen na myseľ a psychiku. Jeho zvýšená koncentrácia zvyšuje srdcovú frekvenciu, krvný tlak a stimuluje uvoľňovanie glukózy do krvi.

Okrem toho zvyšuje prietok krvi do kostrových svalov a zároveň znižuje prívod krvi do tráviaceho systému. Táto akcia má pripraviť telo na boj alebo útek.

Katecholamíny ako hormóny

Adrenalín, tiež nazývaný epinefrín, pôsobí v tele ako hormón. To znamená, že ide o zlúčeninu produkovanú telom a potom uvoľnenú do krvi. Hormóny prechádzajú krvnou cestou do rôznych tkanív.

Adrenalín vstupuje do buniek tela krvou a spôsobuje v nich metabolické zmeny. To vedie k účinkom, ako je zvýšený srdcový výkon, rozšírené zrenice a zvýšený transport cukru do orgánov tela.

Tiež stimuluje prietok krvi vo svaloch. Mechanizmus účinku tohto hormónu je založený na väzbe jeho molekúl s alfa a beta receptormi na povrchu bunkových membrán.

Adrenalín je zvyčajne produkovaný nadobličkami a malým počtom neurónov v dreni mozgu. V nervovom systéme môže tiež pôsobiť ako neurotransmiter, ako noradrenalín a dopamín.

Týmto spôsobom signalizácie sa podieľa na regulácii viscerálnych funkcií. Reguluje okrem iného dýchanie.

Tento katecholamín prvýkrát izoloval poľský vedec Napoleon Cybulski v roku 1895.

Katecholamíny ako lieky

Jediným katecholamínom používaným v medicíne ako liečivo je adrenalín. Používa sa predovšetkým pri zástave srdca. Podávanie tejto látky injekčne:

• stimuluje kontraktilitu srdcového svalu
• zlepšuje vodivosť podnetov v srdci
• zvyšuje účinnosť elektrickej defibrilácie

Prečítajte si tiež: Kardioverzia a defibrilácia - čo to je? Rozdiely medzi kardioverziou a defibriláciou

Adrenalín sa používa v prípade anafylaktického šoku, zástavy srdca a kardiogénneho šoku.

Niekedy sa používa na zastavenie povrchového krvácania, pretože lokálne sťahuje cievy. Môže sa tiež použiť pri astme, keď iná liečba nezabrala.

Tento katecholamín sa podáva intravenózne, injekciou do svalu, inhaláciou alebo subkutánnym podaním. Medzi časté vedľajšie účinky po podaní adrenalínu patria chvenie, nepokoj a potenie. Môže tiež dôjsť k zvýšeniu srdcovej frekvencie a vysokému krvnému tlaku.

Štruktúra katecholamínu sa nachádza aj v lieku levodopa. Je to látka, ktorá je prekurzorom dopamínu. Tento liek sa používa na liečbu Parkinsonovej choroby.

Terapeutický mechanizmus tohto katecholamínu je založený na skutočnosti, že pri prechode cez hematoencefalickú bariéru sa prevedie na dopamín. Vo výsledku zvyšuje koncentráciu tohto neurotransmiteru v substantia nigra mozgu a zmierňuje príznaky ochorenia.

Ďalším liekom, ktorý patrí ku katecholamínom, je izoprenalín. Je to syntetický derivát adrenalínu, ktorý sa v tele prirodzene nenachádza.

Táto látka sa používa na liečbu bradykardie (pomalý srdcový rytmus), srdcového bloku a zriedkavo aj astmy.

Katecholamíny - rozklad katecholamínov v ľudskom tele

Polčas katecholamínov v ľudskej krvi je niekoľko minút. Jeho rozklad je spôsobený metylačnými procesmi s použitím katechol-O-metyltransferáz (COMT) alebo deamináciou monoaminooxidázami (MAO).

V medicíne sa používajú lieky, ktorých terapeutický účinok je založený na blokovaní monoaminooxidáz (MAO). Skupina týchto látok je známa ako inhibítory MAO. Používajú sa ako lieky, ktoré zvyšujú koncentráciu neurotransmiterov v mozgu u ľudí s depresiou.

Druhou aplikáciou je zvýšenie účinnosti terapie Parkinsonovej choroby pomocou levodopy. Blokujú tak odbúravanie tohto lieku v krvi.

Príčiny vysokých hladín katecholamínov v tele

V našom tele je hladina katecholamínov v krvi, okrem momentov ich zvýšeného uvoľňovania, súvisiacich napríklad so stresom, nízka. Konzistentne vysoké hladiny katecholamínov môžu súvisieť s prítomnosťou nádorov typov, ktoré zvyšujú ich produkciu.

Významne zvýšené hladiny katecholamínov môžu byť spôsobené neuroendokrinnými nádormi v dreni nadobličiek. Zvýšenie koncentrácie týchto látok sa pozoruje aj v prípade ďalších zmien:

• feochromocytóm (feochromocytóm)
• neuroblastóm (neuroblastóm)
• ganglion (ganglioneuroma)

Ďalšou príčinou vysokých hladín katecholamínov je Brunnerov syndróm, ktorým je nedostatok monoaminooxidázy A (MAO-A). Je to enzým zodpovedný za rozklad týchto látok v tele. Jeho nedostatok preto významne zvyšuje množstvo týchto neurotransmiterov v krvi.

Literatúra

1. Adrenalín (DB00668) - informácie o účinnej látke (.). DrugBank.
2. Fitzgerald, P. A. (2011). „Kapitola 11. Drtina nadobličiek a Paraganglia“. In Gardner, D. G.; Shoback, D. (vyd.). Greenspanova základná a klinická endokrinológia (9. vydanie). New York: McGraw-Hill. Získané 26. októbra 2011., on-line prístup
3. Purves, D .; Augustine, G. J.; Fitzpatrick, D .; Hall, W. C.; LaMantia, A. S.; McNamara, J. O.; White, L. E., ed. (2008). Neuroscience (4. vydanie). Sinauer Associates. pp. 137–138. ISBN 978-0-87893-697-7.
4. „Katecholamíny“. Knižnica zdravia. San Diego, CA: Kalifornská univerzita. Archivované od originálu 16. júla 2011.
5. Puglisi-Allegra S, Ventura R (jún 2012). „Prefrontálny / kumbálny katecholamínový systém spracováva vysoký motivačný význam“. Predné. Behav. Neurosci. 6:31

O autorovi

Sara Janowska, doktorandka interdisciplinárneho doktorandského štúdia v odbore farmaceutických a biomedicínskych vied na Lekárskej univerzite v Lubline a na Biotechnologickom ústave v Białystoku. Absolventka farmaceutických štúdií na Lekárskej univerzite v Lubline so špecializáciou na rastlinnú medicínu. Získala magisterský titul z obhajoby dizertačnej práce v odbore farmaceutická botanika o antioxidačných vlastnostiach extraktov získaných z dvadsiatich druhov machov. V súčasnosti sa vo svojej vedeckej práci venuje syntéze nových protirakovinových látok a štúdiu ich vlastností na rakovinových bunkových líniách. Dva roky pracovala ako majsterka farmácie v otvorenej lekárni.

Prečítajte si viac článkov od tohto autora