Katecholaminy jsou skupinou sloučenin, které mají strukturní podobnost s tyrosinem. Patří mezi ně neurotransmitery a hormony. Z tohoto důvodu jsou katecholaminy nesmírně důležité pro vnitřní regulaci těla a fungování nervového systému. Které sloučeniny patří mezi katecholaminy? Jaká je jejich role v lidském těle?
Obsah:
- Katecholaminy - účinek na organismus
- Katecholaminy jako neurotransmitery
- Katecholaminy jako hormony
- Katecholaminy jako drogy
- Katecholaminy - odbourávání katecholaminů v lidském těle
- Příčiny vysokých hladin katecholaminů v těle
Katecholaminyvyskytující se v lidském těle jsou především neurotransmitery, tedy látky zodpovědné za přenos informací mezi nervovými buňkami. Mají monoaminovou strukturu a to, že se v těle tvoří z tyrosinu, tedy jedné z aminokyselin. Katecholaminy nelze dodávat s potravou. Naše tělo si je musí syntetizovat samo z bílkovinných živin.
Nejdůležitější látky patřící mezi katecholaminy jsou:
- adrenalin
- noradrenalina
- dopamin
Tyto sloučeniny jsou produkovány hlavně buňkami dřeně nadledvin a postgangliovými vlákny sympatického nervového systému.
Dopamin je aktivní neurotransmiter v centrálním nervovém systému. Díky lokalizaci svého působení je z velké části syntetizován v mozkovém kmeni.
Katecholaminy jsou ve vodě rozpustné chemikálie. Mohou být transportovány v krvi rozpuštěné v plazmě nebo vázány na bílkoviny. Díky tomu se adrenalin může dostat do různých orgánů těla vykonávajících hormonální funkci.
Mnoho stimulantů jsou analogy katecholaminů. Tato skupina zahrnuje deriváty amfetaminu.
Katecholaminy - účinek na organismus
Hladina katecholaminů v těle se zvyšuje ve stresových situacích. Tyto látky jsou zodpovědné za spuštění reakce „bojuj nebo uteč“. Pod jejich vlivem se tělo připravuje na intenzivní fyzickou námahu v reakci na stresový podnět.
Tento mechanismus se vyvinul u našich předků, kteří museli lovit a bojovat o přežití.
Zvýšení koncentrace katecholaminů může být způsobeno psychickými situacemi nebo stresorypodmínky prostředí, jako je zvýšená hladina zvuku nebo intenzivní světlo.
Zvýšení koncentrace katecholaminů v těle je způsobeno:
- zvýšení krevního tlaku
- zrychlení tepové frekvence
- zvýšit glykémii
Katecholaminy jako neurotransmitery
Noradrenalin a dopamin jsou katecholaminy, které působí jako neurotransmitery v centrálním nervovém systému. To znamená, že jde o chemikálie uvolňované neurony, aby vysílaly signály do jiných nervových buněk.
Dopamin je aktivní v mozku, kde plní několik různých funkcí. Jedním z nich je role stimulantu centra odměny. Tímto způsobem se podílí na motivačním mechanismu, který řídí naše chování.
Mnoho návykových látek stimuluje uvolňování dopaminu v mozku, a tím stimuluje centrum odměny. Takovými sloučeninami jsou drogy a některé léky. Tento mechanismus se podílí na rozvoji závislosti.
Další úlohou dopaminu je účastnit se neurotransmise zodpovědné za motorické řízení těla.
Během Parkinsonovy choroby je pozorován pokles koncentrace tohoto neurotransmiteru v substantia nigra mozku. Nedostatek dopaminu u této poruchy má za následek svalovou ztuhlost a třes.
V populární kultuře a médiích je dopamin často popisován jako chemická látka zodpovědná za prožívání potěšení. Z hlediska vědy je však tato látka především motivující
To znamená, že řídí chování těla, které ho přibližuje k dosažení jeho cíle. Dopamin je zodpovědný za příjemný pocit uspokojení z úspěchu.
Norepinefrin je neurotransmiter zodpovědný za mobilizaci mozku a těla k akci. Jeho uvolňování z nervových vláken je během spánku nízké.
Nejvyšší koncentrace této látky se vyskytuje ve stresových nebo nouzových situacích. V mozku působí norepinefrin tak, že způsobuje vzrušení a zvyšuje bdělost. Má pozitivní vliv na paměť a koncentraci. Zároveň je zodpovědný za úzkostné reakce.
Noradrenalin v nervovém systému působí i periferně, tedy na celé tělo, nejen na mysl a psychiku. Jeho zvýšená koncentrace zvyšuje srdeční frekvenci, krevní tlak a stimuluje uvolňování glukózy do krevního řečiště.
Kromě toho zvyšuje průtok krve do kosterních svalů a zároveň snižuje prokrvení trávicího systému. Tato akce má tělo připravit na boj nebo útěk.
Katecholaminy jako hormony
Adrenalin, také známý jako epinefrin,působí v těle jako hormon. To znamená, že jde o sloučeninu produkovanou tělem a následně uvolňovanou do krve. Hormony putují krevním řečištěm do různých tkání.
Adrenalin, narážející krví do buněk těla, v nich způsobuje metabolické změny. To vede k efektům, jako je zvýšená srdeční výkonnost, rozšířené zorničky a zvýšený transport cukru do tělesných orgánů.
Stimuluje také průtok krve svaly. Mechanismus účinku tohoto hormonu je založen na vazbě jeho molekul s alfa a beta receptory na povrchu buněčných membrán
Adrenalin je obvykle produkován jak nadledvinami, tak malým počtem neuronů v dřeni mozku. V nervovém systému může také působit jako neurotransmiter, jako je noradrenalin a dopamin.
Při tomto způsobu signalizace se podílí na regulaci viscerálních funkcí. Reguluje mimo jiné dýchání.
Tento katecholamin byl poprvé izolován polským vědcem Napoleonem Cybulskim v roce 1895.
Katecholaminy jako drogy
Katecholamin používaný v medicíně jako droga, mezi dříve zmíněnými, je pouze adrenalin. Používá se především při zástavě srdce. Injekce této látky:
- stimuluje kontraktilitu srdečního svalu
- zlepšuje vodivost podnětů v srdci
- zvyšuje účinnost elektrické defibrilace
Adrenalin se používá v případech anafylaktického šoku, srdeční zástavy a kardiogenního šoku.
Někdy se používá k zastavení povrchového krvácení, protože lokálně stahuje krevní cévy. Může být také použit u astmatu, když jiná léčba nefungovala.
Tento katecholamin se podává intravenózně, injekcí do svalu, inhalací nebo subkutánním podáním. Mezi časté vedlejší účinky adrenalinu patří třes, neklid a pocení. Můžete také zaznamenat zvýšenou srdeční frekvenci a vysoký krevní tlak.
Struktura katecholaminu se nachází také v léku levodopa. Jde o látku, která je prekurzorem dopaminu. Tento lék se používá při léčbě Parkinsonovy choroby.
Terapeutický mechanismus tohoto katecholaminu spočívá v tom, že když projde hematoencefalickou bariérou, přemění se na dopamin. V důsledku toho zvyšuje koncentraci tohoto neurotransmiteru v substantia nigra mozku, čímž snižuje příznaky onemocnění.
Dalším lékem, který patří mezi katecholaminy, je isoprenalin. Je to syntetický derivát adrenalinu, nepřirozeně se vyskytující v těle.
Tato látka se používá k léčbě bradykardie (pomalý srdeční tep), srdeční blokády a vzácně při astmatu.
Katecholaminy - odbourávání katecholaminů v lidském těle
Poločas rozpadu katecholaminů v lidském krevním řečišti je několik minut. Jeho rozklad je způsoben metylačními procesy s použitím katechol-O-methyltransferáz (COMT) nebo deaminací monoaminooxidázami (MAO).
V medicíně se používají léky, které svůj terapeutický účinek zakládají na blokádě monoaminooxidáz (MAO). Skupina těchto látek je známá jako inhibitory MAO. Používají se jako léky, které zvyšují koncentraci neurotransmiterů v mozku u lidí s depresí.
Jejich druhou aplikací je zvýšení účinnosti terapie Parkinsonovy choroby pomocí levodopy. Tímto způsobem blokují rozklad této drogy v krevním řečišti.
Příčiny vysokých hladin katecholaminů v těle
V našem těle je kromě momentů jejich zvýšeného uvolňování, souvisejícího např. se stresem, nízká hladina katecholaminů v krvi. Trvale vysoké hladiny katecholaminů mohou být spojeny s přítomností nádorů typů, které zvyšují jejich produkci.
Významně zvýšené hladiny katecholaminů mohou být způsobeny neuroendokrinními nádory v dřeni nadledvin. Nárůst koncentrace těchto látek je pozorován i v případě dalších změn:
- feochromocytom (feochromocytom)
- neuroblastom
- zwojaka (ganglioneurom)
Další příčinou vysokých hladin katecholaminů může být Brunnerův syndrom, což je nedostatek monoaminooxidázy A (MAO-A). Je to enzym zodpovědný za rozklad těchto látek v těle. Proto jeho nedostatek výrazně zvyšuje množství těchto neurotransmiterů v krvi.
O autorovi
Sara Janowska, MA v oboru farmacieDoktorand mezioborového doktorského studia v oboru farmaceutických a biomedicínských věd na Lékařské univerzitě v Lublinu a na Biotechnologickém institutu v Białystoku Absolvent farmaceutických studií na Lékařské univerzitě v Lublinu se specializací Rostlinná medicína. Magisterský titul získala obhajobou práce v oboru farmaceutické botaniky o antioxidačních vlastnostech extraktů získaných z dvaceti druhů mechů. V současné době se ve své výzkumné práci zabývá syntézou nových protirakovinných látek a studiem jejich vlastností na rakovinných buněčných liniích. Dva roky pracovala jako magistra farmacie v otevřené lékárně.
Přečtěte si další článkytohoto autora