всеобщност
Допаминът е важен невротрансмитер на семейството на катехоламините, с контролна функция за: движение, така наречената работна памет, усещането за удоволствие, наградата, производството на пролактин, регулаторните механизми на съня, някои когнитивни способности. и способността да се обърне внимание.
Допаминергичният участък включва няколко мозъчни седалки, включително парс компакта на субстанцията нигра и вентралната тегментална зона на средния мозък.
Анормалните нива на допамин са отговорни за различни патологични състояния. Едно от тези патологични състояния е добре познатата болест на Паркинсон.
Какво е допамин?
Допаминът е органична молекула, принадлежаща към семейството на катехоламините, която играе важна роля на невротрансмитер в мозъка на хората и другите животни.
Допаминът е и прекурсорна молекула, от която клетките, посредством специфични процеси, получават два други невротрансмитери от семейството на катехоламините: норепинефрин (или норепинефрин ) и епинефрин (или адреналин ).
КАКВИ СА НЕВРОТРАНСМИТЕРИТЕ?
Невротрансмитерите са химикали, които позволяват на клетките на нервната система, така наречените неврони, да комуникират помежду си.
В невроните невротрансмитерите се намират в малки везикули ; везикулите са сравними с торбичките, ограничени от двоен слой фосфолипиди, доста сходни с тези на цитоплазмената мембрана на обща здрава еукариотна клетка.
В рамките на мехурчетата, невротрансмитерите остават инертни, така да се каже, до появата на нервен импулс в невроните, в които те се намират.
Нервните импулси всъщност стимулират освобождаването на везикулите от невроните, които ги съдържат.
С освобождаването на везикулите, невротрансмитерите излизат от нервните клетки, заемат така нареченото синаптично пространство (което е определено пространство между два много близки неврона) и отиват да взаимодействат със съседните неврони, за да бъдем точни с мембранните рецептори на гореспоменатите неврони., Взаимодействието на невротрансмитерите с неврони, поставени в непосредствена близост, променя първоначалния нервен импулс в специфичен клетъчен отговор, който зависи от вида на невротрансмитера и вида на рецепторите, присъстващи на участващите неврони.
По-прости думи, невротрансмитерите са химически посланици, които освобождават нервните импулси, за да индуцират определен клетъчен механизъм.
В допълнение към допамина и неговите производни, норепинефрин и епинефрин, други важни човешки невротрансмитери са: глицин, серотонин, мелатонин, гама-аминомаслена киселина (GABA) и вазопресин.
ХИМИЧЕСКО ИМЕ НА ДОПАМИНА
Химичното наименование на допамин е 4- (2-аминоетил) бензен-1, 2-диол .
История на допамина
Любопитното е, че допаминът е невротрансмитер, който изследователите първоначално са синтезирали в лабораторията и след това са открити в човешките мозъчни енцефални тъкани.
От 1910 г. заслугата на лабораторния синтез на допамин е на Джордж Баргер и Джеймс Еуенс, двама британски химици от компанията Wellcome в Лондон.
От друга страна, за да открие, че допаминът е естествено срещаща се молекула в мозъка, е английският изследовател Катлийн Монтагю през 1957 г. в лабораториите на болницата Runwell в Лондон.
Една година след откриването на допамин в енцефалните тъкани, през 1958 г., учените Арвид Карлсон и Нилс-Аке Хилърп, служители на Лабораторията по химична фармакология на Националния институт по сърцето на Швеция, идентифицираха и описаха за първи път ролята на невротрансмитерите., покрити с допамин.
Поради тази важна находка и за установяването, че допаминът не е само предшественик на норепинефрин и епинефрин, Карлсон също получи Нобелова награда за физиология или медицина .
КЪДЕ СЕ ИДЕ ИМАТА ДОПАМИН?
Научната общност приема термина "допамин", защото прекурсорната молекула, от която Джордж Баргер и Джеймс Еуенс синтезират допамин, е така наречената L-DOPA.
Химическа структура
Както е посочено, допаминът е катехоламин.
Катехоламини са органични молекули, в които присъствието на бензенов пръстен, свързан с две хидроксилни групи, е рецидивиращ. Този бензенов пръстен, комбиниран с две хидроксилни групи ОН, има химична формула C6H3 (OH) 2 .
В случая на допамин, това вещество се състои в обединението между бензеновия пръстен с двете хидроксилни групи, типични за катехоламините, и етиламинова група .
Етиламинова група е органично съединение, в което участват два въглеродни и един азотен атом и която има следната химична формула: СН2-СН2-NH2.
В светлината на двете химични формули по-горе, тази на бензеновата група с двете ОН групи и тази на етиламиновата група, крайната химична формула на допамина е: C6H3 (OH) 2- CH2-CH2-NH2,
Фигурите по-долу показват химическата структура на генеричен катехоламин, хидроксилна група, етиламинова група, допамин и L-DOPA.
ХИМИЧНИ СВОЙСТВА
Подобно на много молекули, съставени от етиламинова група, допаминът е органична основа .
Това означава, че в кисела среда той обикновено е в протонирана форма; докато в основна среда тя обикновено е в непротонирана форма.
Резюме: как и къде се случва?
Пътеката на естествения синтез (или биосинтезата ) на допамина се състои от четири основни етапа и започва от аминокиселината L-фенилаланин .
По прост и схематичен начин биосинтезата на допамина може да бъде обобщена, както следва:
L-фенилаланин-L-тирозин-L-DOPA amine допамин
Превръщането на L-фенилаланин в L-тирозин и превръщането на L-тирозин в L-DOPA се състои от две реакции на хидроксилиране . В химията реакцията на хидроксилиране е реакция, в края на която молекулата придобива OH хидроксилна група.
Първата реакция на хидроксилиране, или L-фенилаланин-L-тирозин, се осъществява благодарение на намесата на ензим, известен като фенилаланин хидроксилаза .
Вместо това, реакцията L-тирозин-L-DOPA се осъществява благодарение на намесата на ензим, известен като тирозин хидроксилаза .
Последният етап, който от L-DOPA произхожда от допамин, е реакция на декарбоксилиране .
В химичната област реакцията на декарбоксилиране съответства на процес, в края на който такава молекула губи една или повече COOH карбоксилни групи.
За да се осигури реакцията на декарбоксилиране, която води до L-DOPA, е ензим, наречен L-аминокиселина декарбоксилаза (или DOPA декарбоксилаза ).
РЕЗЮМЕ НА РЕЗЮМЕТО НА ДОФАМИН
В човешкото тяло биосинтезата на допамина се дължи главно на така наречените допаминергични неврони и в по-малка степен на медуларната част на надбъбречните жлези (или надбъбречните жлези ).
Невроните на допаминергичната област или допаминергичните неврони са нервни клетки, разположени в:
- Substantia nigra , точно в така наречените Pars compacta на substantia nigra . Субстанция нигра (или черна субстанция) се осъществява в средния мозък, който е един от трите основни региона, които съставляват мозъчния ствол.
Макар и част от мозъчния ствол, черната субстанция действа под ръководството на ядрата на основата (или базалните ганглии ) на теленцефалона; теленцефалонът е мозъкът.
Според различни научни изследвания, pars compacta на substantia nigra е основното място на синтеза на допамин, присъстващ в човешкото тяло.
- Вентрална тегментална област . Също така разположена на средно мозъчно ниво, вентралната тегментална област има допаминергични неврони, чиито разширения достигат до различни нервни области, включително: nucleus accumbens, префронталната кора, амигдалата и хипокампуса.
- Хипоталамус зад . Удължаването на допаминергичните неврони на задния хипоталамус достига до гръбначния мозък.
- Структурно ядро на хипоталамуса и паравентрикуларно ядро на хипоталамуса . Допаминергичните неврони на тези две области имат разширения, които достигат до хипофизната жлеза. Тук те са отговорни за влиянието върху производството на пролактин.
- Несигурна област на подталамото .
ДЕГРАДАЦИЯТА
Естественото разграждане на допамина в неактивните метаболити може да се прояви по два различни начина и включва три ензима:
- моноаминооксидаза (или МАО),
- катехол-О-метилтрансфераза (COMT)
- алдехид дехидрогеназа.
И двата метода на естественото разграждане на допамина водят до образуването на вещество, известно като хомованилова киселина (HVA).
Функции
Допаминът изпълнява много функции, както на нивото на централната нервна система, така и на нивото на периферната нервна система .
По отношение на централната нервна система, допаминът е невротрансмитер, който участва в:
- Управление на движението
- Механизмът на секреция на хормона пролактин
- Контролът на капацитета на паметта
- Механизмите на награда и удоволствие
- Контрол на капацитета за внимание
- Контрол на някои аспекти на поведението и някои когнитивни функции
- Механизмът на съня
- Контрол на настроението
- Механизмите, на които се основава обучението
Що се отнася до периферната нервна система, допаминът действа:
- Като вазодилататор
- Като стимулант на екскрецията на натрий, чрез урината
- Чревната подвижност е обещаващ фактор
- Като фактор, който намалява лимфоцитната активност
- Като фактор, който намалява секрецията на инсулин от островчетата на Лангерханс (панкреатични бета клетки)
ДОПАМИНЕРГИЧНИ РЕЦЕПТОРИ
След освобождаването му в синаптичното пространство допаминът проявява своите ефекти, взаимодействащи с така наречените допаминергични рецептори, присъстващи на мембраната на различни нервни клетки.
При бозайници - следователно и при хора - има 5 различни подтипа на допаминергичните рецептори. Имената на тези 5 подвида рецептори са много прости: D1, D2, D3, D4 и D5.
Отговорът, произвеждан от допамин зависи от допаминергичния рецепторен подтип, с който допаминът взаимодейства.
С други думи, клетъчните ефекти на допамина варират в зависимост от допаминергичния рецептор, включен във взаимодействието.
В мозъка, плътността на разпределение на допаминергичните рецептори варира от енцефалната област до енцефалната област. С други думи, всяка област на мозъка има собствено количество допаминергични рецептори.
Биолозите смятат, че тази различна плътност на разпределението на рецепторите зависи от функциите, които трябва да покриват енцефалните области.
ДОПАМИН И ДВИЖЕНИЕ
Моторните умения на човека (коректност на движенията, бързината на движенията и т.н.) зависят от допамина, който субстанцията нигра освобождава под действието на базалните ганглии.
Всъщност, ако допаминът, освободен от субстанция нигра е по-нисък от нормалния, движенията стават по-бавни и некоординирани. Обратно, ако допаминът е количествено по-добър от нормалния, човешкото тяло започва да извършва ненужни движения, много подобни на тиковете.
По този начин, фината регулация на освобождаването на допамин от субстанция нигра е от съществено значение за правилното движение на човека, извършвайки координирани жестове при подходяща скорост.
ДОПАМИН И ОСВОБОЖДАВАНЕ НА ПРОЛАТТИНА
Допаминът, произхождащ от допаминергичните неврони на дъгообразното ядро и паравентрикуларното ядро, потиска секрецията на пролактиновия хормон от лактотрофните хипофизни клетки .
Както лесно се разбира, отсъствието или намаленото присъствие на допамин от гореспоменатите области предполага по-голяма активност на хипофизните лактотрофни клетки, като по този начин се увеличава производството на пролактин.
Допаминът, който инхибира секрецията на пролактин, приема алтернативното наименование "инхибиращ пролактин фактор" (PIF).
За да разберете какви са ефектите на пролактина, читателите могат да кликнат тук.
ДОПАМИН И ПАМЕТ
Различни научни изследвания показват, че адекватните нива на допамин в префронталната кора подобряват така наречената работна памет .
По дефиниция, работната памет е "система за временно поддържане и манипулиране на информация при изпълнение на различни познавателни задачи, като разбиране, учене и разсъждение".
Ако нивата на допамина, произхождащи от префронталния кортекс, намаляват или увеличават, работната памет започва да страда.
Допамина, удоволствието и наградата
Допаминът е медиатор на удоволствието и наградата .
Всъщност, според надеждни проучвания, мозъкът на човека би освободил допамина при "живи" обстоятелства или приятни дейности, като храна, основана на добра храна или задоволителна сексуална активност.
Невроните на допаминергичната област, които най-много участват в механизмите за възнаграждение и удоволствие, са тези на nucleus accumbens и префронталната кора.
ДОПАМИНА И ВНИМАНИЕ
Допаминът, произхождащ от префронталната кора, подпомага обхвата на вниманието .
Интересни проучвания показват, че намалените концентрации на допамин в префронталната кора често се свързват с състояние, известно като разстройство с дефицит на вниманието .
ДОПАМИН И КОГНИТИВНИ ФУНКЦИИ
Връзката между допаминовите и когнитивните способности е очевидна във всички болестни състояния, характеризиращи се с промяна на допаминергичните неврони на префронталния кортекс.
В гореспоменатите болестни състояния, в допълнение към гореспоменатите способности за внимание и работна памет, могат да бъдат засегнати и неврокогнитивните функции, способностите за решаване на проблеми и др.
заболявания
Допаминът играе централна роля в различни медицински състояния, включително: болестта на Паркинсон, дефицит на вниманието и хиперактивност (ADHD), шизофрения / психоза и зависимост от някои лекарства и някои лекарства .
Освен това, според някои научни изследвания, той би бил отговорен за болезнените усещания, които характеризират някои болестни състояния (фибромиалгия, синдром на неспокойните крака, синдром на устата) и гадене, свързани с повръщане .
| Допамин и пристрастяване | |
Лекарства | наркотици |
|
|
За да задълбочите:
- Болест на Паркинсон
- ADHD
- шизофрения
Любопитство и друга информация
В допълнение към казаното дотук, имаме допълнителна информация за допамина:
- Превръщането на допамин в норепинефрин е реакция на хидроксилиране, към която осигурява ензимът, известен като допамин бета-хидроксилаза .
Вместо това, превръщането на допамин в адреналин е реакция, която се осъществява за интервенцията на ензима, известен като фенилетаноламин N-метилтрансфераза .
- Скорошни проучвания показват, че очната ретина ще съдържа и някои допаминергични неврони.
Тези нервни клетки имат особеността да бъдат активни по време на часовете на светлината и заглушаване по време на тъмните часове.
- Най-присъстващите допаминови рецептори в човешката нервна система са D1 рецепторите, следвани веднага от D2 рецепторите.
В сравнение с подтипове D1 и D2 рецепторите D3, D4 и D5 присъстват в значително по-ниски нива.
- Според експерти, сред обстоятелствата, които благоприятстват освобождаването на допамин от удоволствие и награда, ще бъде и злоупотребата с наркотици.
Всъщност изглежда, че приемът на наркотици, като кокаин, определя повишаването на нивата на допамина, точно както добрата храна или задоволителната сексуална активност.
- Лекарите планират лечение, основано на допаминови инжекции, при наличие на: хипотония, брадикардия, сърдечна недостатъчност, инфаркт, спиране на сърцето и бъбречна недостатъчност.
- Физиологичното стареене, на което е подложено всяко човешко същество, съвпада с намаляването на нивата на допамина в нервната система.
Според някои научни изследвания, спадът, свързан с напреднала възраст на мозъчните функции, се дължи отчасти на спада в нивата на допамина в нервната система.
Виж също: Допаминови агонисти
