Všeobecnost
Dopamin je důležitý neurotransmiter z rodiny katecholaminů s kontrolní funkcí: pohybu, takzvané pracovní paměti, pocitu slasti, odměny, produkce prolaktinu, mechanismů regulace spánku, některých kognitivních schopností a pozornosti.
Dopaminergní oblast zahrnuje několik míst v mozku, včetně kompaktní kompakt z substantia nigra a ventrální tegmentální oblast středního mozku.
Abnormální hladiny dopaminu jsou zodpovědné za několik patologických stavů. Jedním z těchto patologických stavů je známá Parkinsonova choroba.
Co je dopamin?
Dopamin je organická molekula patřící do rodiny katecholaminů, která hraje důležitou roli neurotransmiteru v mozku lidí a dalších zvířat.
Dopamin je také prekurzorová molekula, ze které buňky pomocí specifických procesů odvozují dva další neurotransmitery z rodiny katecholaminů: norepinefrin (nebo noradrenalin) a epinefrin (nebo adrenalin).
CO JSOU NEUROTRANSMITTERI?
Neurotransmitery jsou chemikálie, které umožňují vzájemné komunikaci buněk nervového systému, takzvaných neuronů.
V neuronech se neurotransmitery nacházejí uvnitř malých váčků; váčky jsou srovnatelné s váčky, ohraničenými dvojitou vrstvou fosfolipidů, velmi podobnými cytoplazmatické membráně generické zdravé eukaryotické buňky.
Uvnitř vezikul zůstávají neurotransmitery inertní, dokud do neuronů, ve kterých sídlí, dorazí nervový impuls.
Nervové impulsy ve skutečnosti stimulují uvolňování váčků neurony, které je obsahují.
S uvolněním vezikul unikají neurotransmitery z nervových buněk, zabírají takzvaný synaptický prostor (což je zvláštní prostor mezi dvěma velmi blízkými neurony) a interagují se sousedními neurony, přesněji řečeno s membránovými receptory výše zmíněné neurony. Interakce neurotransmiterů s neurony umístěnými v bezprostřední blízkosti transformuje počáteční nervový impuls na velmi specifickou buněčnou odpověď, která závisí na typu neurotransmiteru a typu receptorů přítomných na příslušných neuronech.
Jednoduše řečeno, neurotransmitery jsou chemické posly, jejichž uvolňování nervových impulzů vyvolává určitý buněčný mechanismus.
Kromě dopaminu a jeho derivátů, norepinefrinu a epinefrinu jsou dalšími důležitými lidskými neurotransmitery: glycin, serotonin, melatonin, kyselina gama-aminomáselná (GABA) a vazopresin.
CHEMICKÝ NÁZEV DOPAMINU
Chemický název dopaminu je 4- (2-aminoethyl) benzen-1,2-diol.
HISTORIE DOPAMINY
Kupodivu je dopamin neurotransmiter, který vědci nejprve syntetizovali v laboratoři a poté našli v lidských mozkových tkáních.
Datováno 1910, zásluhy o laboratorní syntézu dopaminu mají George Barger a James Ewens, dva anglickí chemici společnosti. Vítejte z Londýna.
Zjistit však, že dopamin je molekula přirozeně přítomná v mozku, byl anglický výzkumník Kathleen Montagu, v roce 1957, v laboratořích Nemocnice Runwell z Londýna.
Rok po objevu dopaminu v mozkových tkáních, poté v roce 1958, vědci Arvid Carlsson a Nils-Ake Hillarp, zaměstnanci Laboratoří chemické farmakologie Národního institutu srdce Švédska, poprvé identifikovali a popsali roli neurotransmiter, pokrytý dopaminem.
Za toto důležité zjištění a za zjištění, že dopamin není jen prekurzorem norepinefrinu a epinefrinu, obdržel Carlsson také Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu.
Odkud pochází název DOPAMINE?
Vědecká komunita přijala termín „dopamin“, protože prekurzorová molekula, ze které George Barger a James Ewens syntetizovali dopamin, byla takzvaná L-DOPA.
Chemická struktura
Jak již bylo řečeno, dopamin je katecholamin.
Katecholaminy jsou organické molekuly, ve kterých se opakuje přítomnost benzenového kruhu spojeného se dvěma hydroxylovými skupinami OH. Tento benzenový kruh kombinovaný se dvěma hydroxylovými skupinami OH má chemický vzorec C6H3 (OH) 2.
V případě dopaminu tato látka spočívá ve spojení mezi benzenovým kruhem se dvěma hydroxylovými skupinami, typickými pro katecholaminy, a ethylaminovou skupinou.
Ethylaminová skupina je organická sloučenina, ve které se účastní dva atomy uhlíku a jeden dusík a která má následující chemický vzorec: CH2-CH2-NH2.
Ve světle výše uvedených dvou chemických vzorců, konkrétně benzenové skupiny se dvěma OH skupinami a ethylaminové skupiny, je konečný chemický vzorec dopaminu: C6H3 (OH) 2-CH2-CH2-NH2.
Níže uvedené obrázky ukazují chemickou strukturu generického katecholaminu, hydroxylové skupiny, ethylaminové skupiny, dopaminu a L-DOPA.
Obrázek: Na rozdíl od dopaminu má L -DOPA karboxylovou skupinu, vázanou na jeden ze dvou atomů uhlíku ethylaminové skupiny. Karboxylová skupina - jejíž chemický vzorec je COOH - je výsledkem spojení uhlíku s atomem kyslíku a hydroxylová skupina.
CHEMICKÉ VLASTNOSTI
Jako mnoho molekul tvořených ethylaminovou skupinou je dopamin organickou bází.
To znamená, že v kyselém prostředí je obecně v protonované formě; zatímco v základním prostředí je obvykle v neprotonované formě.
Shrnutí: jak a kde se to děje?
Dráha přirozené syntézy (nebo biosyntézy) dopaminu zahrnuje čtyři základní kroky a začíná aminokyselinou L-fenylalanin.
Biosyntézu dopaminu lze jednoduchým a schematickým způsobem shrnout následovně:
L-fenylalanin ⇒ L-tyrosin ⇒ L-DOPA ⇒ dopamin
Konverze L-fenylalaninu na L-tyrosin a konverze L-tyrosinu na L-DOPA sestávají ze dvou hydroxylačních reakcí. V chemii je hydroxylační reakce reakce, na jejímž konci molekula získá hydroxylovou skupinu OH.
K první hydroxylační reakci, tj. L-fenylalaninu ⇒ L-tyrosinu, dochází díky zásahu enzymu známého jako fenylalaninhydroxyláza.
Reakce L-tyrosinu ⇒ L-DOPA naopak probíhá díky zásahu enzymu známého jako tyrosinhydroxyláza.
Posledním krokem, který poskytuje dopamin z L-DOPA, je dekarboxylační reakce.
V chemickém poli dekarboxylační reakce odpovídá procesu, na jehož konci taková molekula ztrácí jednu nebo více karboxylových skupin COOH.
Dekarboxylační reakcí, která vede k L-DOPA, je enzym zvaný L-aminokyselinová dekarboxyláza (nebo DOPA dekarboxyláza).
SEAT SYNTÉZY DOPAMINU
V lidském těle se biosyntéza dopaminu provádí hlavně takzvanými neurony dopaminergní oblasti a v menší míře medulární částí nadledvin (nebo nadledvin).
Neurony dopaminergní oblasti nebo dopaminergní neurony jsou nervové buňky umístěné v:
- Substantia nigra, přesně v tzv Pars compacta z substantia nigra. Tam substantia nigra (nebo černá látka) se odehrává ve středním mozku, což je jedna ze tří hlavních oblastí, které tvoří mozkový kmen.
Ačkoli je část mozkového kmene, substantia nigra působí pod vedením jader základny (nebo bazálních ganglií) telencephalonu; telencephalon je mozek.
Podle různých vědeckých studií, kompaktní kompakt z substantia nigra je to hlavní místo syntézy dopaminu, přítomné v lidském těle. - Ventrální tegmentální oblast. Také na úrovni středního mozku má ventrální tegmentální oblast dopaminergní neurony, jejichž rozšíření zasahují různé nervové oblasti, včetně: nucleus accumbens, prefrontální kůry, amygdaly a hippocampu.
- Zadní hypotalamus. Rozšíření dopaminergních neuronů zadního hypotalamu dosáhne míchy.
- Obloukové jádro hypotalamu a paraventrikulární jádro hypotalamu. Dopaminergní neurony těchto dvou oblastí mají rozšíření, která zasahují do hypofýzy, zde mají za úkol ovlivnit produkci prolaktinu.
- Nejistá oblast subthalamu.
DEGRADACE
Přirozený rozklad dopaminu na neaktivní metabolity může nastat dvěma odlišnými způsoby a zahrnuje tři enzymy:
- monoaminooxidáza (nebo MAO),
- katechol-O-methyltransferáza (COMT)
- aldehyddehydrogenázu.
Oba způsoby přirozeného odbourávání dopaminu vedou k tvorbě látky známé jako homovanylová kyselina (HVA).
Obrázek: dva možné způsoby biodegradace dopaminu. Z: wikipedia.org
Funkce
Dopamin plní řadu funkcí, a to jak na úrovni centrálního nervového systému, tak na úrovni periferního nervového systému.
Pokud jde o centrální nervový systém, dopamin je neurotransmiter, který se účastní:
- Kontrola pohybu
- Sekreční mechanismus hormonu prolaktinu
- Kontrola kapacity paměti
- Mechanismy odměny a potěšení
- Ovládání pozornosti
- Ovládání některých aspektů chování a některých kognitivních funkcí
- Mechanismus spánku
- Kontrola nálady
- Mechanismy učení
Pokud jde o periferní nervový systém, dopamin působí:
- Jako vazodilatátor
- Jako stimulant vylučování sodíku močí
- Jako faktor podporující střevní motilitu
- Jako faktor, který snižuje aktivitu lymfocytů
- Jako faktor, který snižuje sekreci inzulinu Langerhansovými ostrůvky (pankreatické beta buňky)
DOPAMINERGICKÉ RECEPTORY
Po uvolnění do synaptického prostoru dopamin uplatňuje své účinky interakcí s takzvanými dopaminergními receptory, přítomnými na membráně různých nervových buněk.
U savců - tedy také u lidí - existuje 5 různých podtypů dopaminergních receptorů. Názvy těchto 5 receptorových podtypů jsou velmi jednoduché: D1, D2, D3, D4 a D5.
Reakce vyvolaná dopaminem závisí na podtypu dopaminového receptoru, se kterým dopamin samotný interaguje.
Jinými slovy, buněčné účinky dopaminu se liší v závislosti na dopaminovém receptoru zapojeném do interakce.
V mozku se hustota distribuce dopaminergních receptorů liší od oblasti mozku k oblasti mozku. Jinými slovy, každá oblast mozku má své vlastní množství dopaminergních receptorů.
Biologové se domnívají, že tato různá hustota distribuce receptorů závisí na funkcích, které musí oblasti mozku pokrývat.
DOPAMINA A POHYB
Motorické dovednosti člověka (správnost pohybů, rychlost pohybů atd.) Závisí na dopaminu, který substantia nigra uvolňuje působením bazálních ganglií.
Ve skutečnosti, pokud se dopamin uvolní z substantia nigra je méně než obvykle, pohyby jsou pomalejší a nekoordinované. Naopak, pokud je dopamin kvantitativně vyšší než normálně, začne lidské tělo provádět zbytečné pohyby, velmi podobné tikům.
Jemná regulace uvolňování dopaminu pomocí substantia nigra„Pro lidskou bytost je nezbytné, aby se pohybovala správně, prováděla koordinovaná gesta a správnou rychlostí.
DOPAMINE A PROLACTIN UVOLNĚNÍ
Dopamin pocházející z dopaminergních neuronů obloukovitého jádra a paraventrikulárního jádra inhibuje sekreci hormonu prolaktinu laktotropními buňkami hypofýzy.
Jak je snadno pochopitelné, absence nebo snížená přítomnost dopaminu pocházejícího z výše uvedených oblastí znamená větší aktivitu laktotropních buněk hypofýzy, tedy větší produkci prolaktinu.
Dopamin, který inhibuje sekreci prolaktinu, má alternativní název „faktor inhibující prolaktin“ (PIF).
Chcete -li zjistit, jaké jsou účinky prolaktinu, mohou čtenáři kliknout sem.
DOPAMIN A PAMĚŤ
Několik vědeckých výzkumů ukázalo, že adekvátní hladiny dopaminu v prefrontální kůře zlepšují takzvanou pracovní paměť.
Podle definice je pracovní paměť „systém pro dočasnou údržbu a manipulaci s informacemi během plnění různých kognitivních úkolů, jako je porozumění,„ učení a uvažování “.
Pokud hladiny dopaminu pocházející z prefrontální kůry klesají nebo se zvyšují, pracovní paměť začíná trpět.
DOPAMIN, POTĚŠENÍ A ODMĚNA
Dopamin je prostředníkem potěšení a odměny.
Podle spolehlivých studií mozek lidské bytosti ve skutečnosti uvolňuje dopamin, když „zažívá“ okolnosti nebo příjemné činnosti, jako je jídlo založené na dobrém jídle nebo uspokojující sexuální aktivita.
Neurony dopaminergní oblasti, které jsou nejvíce zapojeny do mechanismů odměn a potěšení, jsou ty z nucleus accumbens a prefrontální kůry.
DOPAMIN A POZOR
Dopamin pocházející z prefrontální kůry podporuje schopnost pozornosti.
Zajímavý výzkum ukázal, že nízké koncentrace dopaminu v prefrontální kůře jsou často spojeny se stavem známým jako porucha pozornosti s hyperaktivitou.
DOPAMIN A KOGNITIVNÍ FUNKCE
Souvislost mezi dopaminem a kognitivními schopnostmi je evidentní u všech morbidních stavů charakterizovaných „změnou dopaminergních neuronů prefrontální kůry.
Ve výše uvedených chorobných podmínkách ve skutečnosti kromě výše uvedených schopností pozornosti a pracovní paměti - také neurokognitivní funkce, schopnost řešení problému atd.
Patologie
Dopamin hraje ústřední roli v několika zdravotních stavech, včetně: Parkinsonovy choroby, poruchy pozornosti s hyperaktivitou (ADHD), schizofrenie / psychózy a závislosti na určitých lécích a lécích.
Kromě toho by podle některých vědeckých studií byla zodpovědná za bolestivé pocity, které charakterizují některé chorobné stavy (fibromyalgie, syndrom neklidných nohou, syndrom pálení v ústech) a nevolnost spojenou se zvracením.
Drogy
Léky
- Kokain
- Amfetaminy
- Metamfetamin
- Extáze (MDMA)
- Ritalin
- Psychostimulancia
Chcete -li vědět více:
- Parkinsonova choroba
- ADHD
- Schizofrenie
Kuriozity a další informace
Na doplnění toho, co bylo dosud řečeno, je zde několik dalších informací týkajících se dopaminu:
- Konverze dopaminu na norepinefrin je hydroxylační reakce, kterou provádí enzym známý jako dopamin beta-hydroxyláza.
Přeměna dopaminu na adrenalin je naopak reakcí, ke které dochází v důsledku zásahu enzymu známého jako fenylethanolamin N-methyltransferáza. - Nedávné studie ukázaly, že oční sítnice také hostí některé dopaminergní neurony.
Tyto nervové buňky mají tu zvláštnost, že jsou aktivní během hodin světla a že jsou umlčeny během hodin tmy. - Dopaminergními receptory, které jsou v lidském nervovém systému přítomny nejvíce, jsou receptory D1, krátce poté následované receptory D2.
Ve srovnání s podtypy D1 a D2 jsou receptory D3, D4 a D5 přítomny na výrazně nižších úrovních. - Podle odborníků je zneužívání drog jednou z okolností, které upřednostňují uvolnění dopaminu potěšení a odměny.
Ve skutečnosti to vypadá, že užívání drog, jako je kokain, vede ke zvýšení hladiny dopaminu, stejně jako dobré jídlo nebo uspokojení sexuální aktivity. - Lékaři plánují léčbu na základě injekcí dopaminu za přítomnosti: hypotenze, bradykardie, srdečního selhání, srdečního záchvatu, zástavy srdce a selhání ledvin.
- Fyziologické stárnutí, kterému je každý člověk podroben, se shoduje s poklesem hladin dopaminu v nervovém systému.
Podle některých vědeckých studií je pokles funkce mozku související s věkem částečně způsoben tímto poklesem hladin dopaminu v nervovém systému.
Viz také: Dopaminové agonistické léky
