všeobecnost
Dopamin je důležitým neurotransmiterem rodiny katecholaminů, s kontrolní funkcí nad: pohyb, tzv. Pracovní paměť, požitek z požitku, odměna, produkce prolaktinu, mechanismy regulace spánku, některé kognitivní schopnosti a schopnost věnovat pozornost.
Dopaminergní oblast zahrnuje několik míst mozku, včetně pars compacta substantia nigra a tegmentální oblasti středního mozku.
Abnormální hladiny dopaminu jsou zodpovědné za několik patologických stavů. Jednou z těchto patologických stavů je známá Parkinsonova choroba.
Co je dopamin?
Dopamin je organická molekula patřící do skupiny katecholaminů, která hraje důležitou roli neurotransmiteru v mozku lidí a jiných zvířat.
Dopamin je také prekurzorová molekula, ze které buňky, prostřednictvím specifických procesů, odvozují dva další neurotransmitery ze skupiny katecholaminů: norepinefrin (nebo noradrenalin ) a epinefrin (nebo adrenalin ).
CO JSOU NEUROTHERABS?
Neurotransmitery jsou chemikálie, které umožňují buňkám v nervovém systému, tzv. Neuronům, komunikovat mezi sebou.
V neuronech, neurotransmitters bydlet uvnitř malých vesicles ; vezikuly jsou srovnatelné s kapsami, ohraničenými dvojitou vrstvou fosfolipidů, zcela podobnou cytoplazmatické membráně obecné zdravé eukaryotické buňky.
Uvnitř vezikul zůstávají neurotransmitery inertní, abych tak řekl, dokud v neuronech, ve kterých žijí, nenastane nervový impuls .
Nervové impulsy ve skutečnosti stimulují uvolňování vezikul neurony, které je obsahují.
S uvolněním vezikul uniknou neurotransmitery z nervových buněk, zabírají tzv. Synaptický prostor (což je určitý prostor mezi dvěma velmi blízkými neurony) a interagují se sousedními neurony, aby byly přesné s membránovými receptory výše uvedených neuronů., Interakce neurotransmiterů s neurony umístěnými v bezprostřední blízkosti transformuje počáteční nervový impuls na dobře specifickou buněčnou odpověď, která závisí na typu neurotransmiteru a typu receptorů přítomných na neuronech.
Jednoduššími slovy jsou neurotransmitery chemickými posly, které uvolňují nervové impulsy k indukci určitého buněčného mechanismu.
Kromě dopaminu a jeho derivátů, norepinefrinu a epinefrinu, jsou dalšími důležitými neurotransmitery lidské bytosti: glycin, serotonin, melatonin, kyselina gama-aminomáselná (GABA) a vazopresin.
CHEMICKÝ NÁZEV DOPAMINU
Chemický název dopaminu je 4- (2-aminoethyl) benzen-1, 2-diol .
HISTORIE DOPAMÍNU
Zvědavě, dopamin je neurotransmitter, který výzkumníci nejprve syntetizovali v laboratoři a pak našli v lidských mozkových tkáních.
Z roku 1910 spočívá zásluha laboratorní syntézy dopaminu od George Bargera a Jamese Ewense, dvou anglických chemiků společnosti Wellcome v Londýně.
Abychom zjistili, že dopamin je molekula přirozeně přítomná v mozku, objevil se v roce 1957 britský výzkumník Kathleen Montagu v laboratořích Runwell Hospital v Londýně.
Jeden rok po objevení dopaminu v mozkových tkáních, poté v roce 1958, vědci Arvid Carlsson a Nils-Ake Hillarp, zaměstnanci Chemical Pharmacology Laboratories National Heart Institute of Sweden, poprvé identifikovali a popsali úlohu neurotransmiteru, pokryté dopaminem.
Pro tento důležitý nález a pro prokázání, že dopamin není pouze prekurzorem norepinefrinu a epinefrinu, obdržel Carlsson také Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu .
KDE JSOU ODAMYNO?
Vědecká obec přijala termín "dopamin", protože prekurzorová molekula, ze které George Barger a James Ewens syntetizovali dopamin, byla tzv. L-DOPA.
Chemická struktura
Jak bylo uvedeno, dopamin je katecholamin.
Katecholaminy jsou organické molekuly, ve kterých je přítomnost benzenového kruhu v kombinaci se dvěma hydroxylovými skupinami OH opakující se. Tento benzenový kruh v kombinaci se dvěma hydroxylovými skupinami OH má chemický vzorec C6H3 (OH) 2 .
V případě dopaminu spočívá tato látka ve spojení mezi benzenovým kruhem se dvěma hydroxylovými skupinami, typickými pro katecholaminy, a ethylaminovou skupinou .
Ethylaminová skupina je organická sloučenina se dvěma atomy uhlíku a jedním dusíkem, která má následující chemický vzorec: CH2-CH2-NH2.
Ve světle dvou výše uvedených chemických vzorců, konkrétně benzenové skupiny se dvěma OH skupinami a skupiny 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.
CHEMICKÉ VLASTNOSTI
Stejně 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 protonované formě.
Shrnutí: jak a kde se to děje?
Přirozená syntéza (nebo biosyntéza ) dopaminu zahrnuje čtyři základní kroky a začíná od aminokyseliny L-fenylalaninu .
Jednoduchým a schematickým způsobem lze biosyntézu dopaminu shrnout následovně:
L-fenylalanin ⇒ L-tyrosin ⇒ L-DOPA ⇒ dopamin
Konverze L-fenylalaninu na L-tyrosin a konverze L-tyrosinu na L-DOPA se skládají ze dvou hydroxylačních reakcí. V chemii, hydroxylation reakce je reakce na konci kterého molekula získá OH hydroxy hydroxy skupinu.
První hydroxylační reakce, jmenovitě L-fenylalanin-L-tyrosin, probíhá díky zásahu enzymu známého jako fenylalaninhydroxyláza .
Reakce L-tyrosinu ⇒ L-DOPA na druhé straně probíhá díky zásahu enzymu známého jako tyrosinhydroxyláza .
Posledním krokem, který z L-DOPA vzniká dopamin, je dekarboxylační reakce.
V chemické oblasti odpovídá dekarboxylační reakce procesu, na jehož konci tato molekula ztrácí jednu nebo více karboxylových skupin COOH.
Pro poskytnutí dekarboxylační reakce, která vede k L-DOPA, je enzym nazývaný dekarboxyláza L-aminokyseliny (nebo DOPA dekarboxyláza ).
SHRNUTÍ DOPAMÍNU
V lidském těle je biosyntéza dopaminu způsobena především takzvanými neurony dopaminergní oblasti a v menší míře také medulárními částmi nadledvinek (nebo nadledvinek ).
Dopaminergní neurony nebo dopaminergní neurony jsou nervové buňky umístěné v:
- Substantia nigra , přesně v tzv. Pars compacta substantia nigra . Substantia nigra (nebo černá látka) se odehrává ve středním mozku, který je jedním ze tří hlavních regionů, které tvoří mozek.
Navzdory tomu, že je součástí mozkového kmene, působí černá látka pod vedením jader jádra (nebo bazálních ganglií ) telencephalonu; telencephalon je mozek.
Podle různých vědeckých studií je pars compacta substantia nigra hlavním místem syntézy dopaminu přítomného v lidském těle.
- Ventrální tegmentální oblast . Také na úrovni středního mozku, ventrální tegmentální oblast má dopaminergní neurony, jejichž rozšíření dosahují různých nervových oblastí, včetně: nucleus accumbens, prefrontálního kortexu, amygdaly a hippocampu.
- Zadní hypotalamus . Prodloužení dopaminergních neuronů v zadním hypotalamu dosáhne míše.
- Obloukové jádro hypotalamu a paraventrikulární jádro hypotalamu . Dopaminergní neurony těchto dvou oblastí mají rozšíření, která se dostanou do hypofýzy. Zde jsou zodpovědné za ovlivňování produkce prolaktinu.
- Nejistá oblast subthalamu .
Degradace
Přirozená degradace dopaminu v neaktivních metabolitech může probíhat dvěma různými způsoby a zahrnuje tři enzymy:
- monoaminooxidáza (nebo MAO),
- katechol-O-methyltransferáza (COMT)
- aldehyddehydrogenázu.
Oba způsoby přirozené degradace dopaminu vedou k tvorbě látky známé jako kyselina homovanová (HVA).
funkce
Dopamin plní řadu funkcí, jak v centrálním nervovém systému, tak v periferním nervovém systému .
Pokud jde o centrální nervový systém, dopamin je neurotransmiter, který se účastní:
- Řízení pohybu
- Mechanismus sekrece hormonu prolaktinu
- Řízení kapacity paměti
- Mechanismy odměny a potěšení
- Kontrola pozornosti
- Kontrola některých aspektů chování a některých kognitivních funkcí
- Mechanismus spánku
- Kontrola nálady
- Mechanismy, které jsou základem 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 snižující sekreci inzulínu ostrůvkem Langerhans (beta buňky pankreatu)
DOPAMINERGICKÉ RECEPTORY
Po jeho uvolnění do synaptického prostoru dopamin projevuje své účinky interakcí s takzvanými dopaminergními receptory přítomnými na membráně různých nervových buněk.
U savců - tedy i u lidí - existuje 5 různých podtypů dopaminergních receptorů. Názvy těchto 5 podtypů receptorů jsou velmi jednoduché: D1, D2, D3, D4 a D5.
Odezva vyvolaná dopaminem závisí na subtypu dopaminergního receptoru, se kterým interaguje samotný dopamin.
Jinými slovy, buněčné účinky dopaminu se liší v závislosti na dopaminergním receptoru zapojeném do interakce.
V encefalonu se hustota distribuce dopaminergních receptorů liší od oblasti mozku do oblasti mozku. Jinak řečeno, každá oblast mozku má své vlastní množství dopaminergních receptorů.
Biologové se domnívají, že tato různá hustota distribuce receptorů závisí na funkcích, které musejí pokrývat oblasti mozku.
DOPAMINE A POHYB
Motorické dovednosti lidské bytosti (správné pohyby, rychlost pohybu atd.) Závisí na dopaminu, který substantia nigra uvolňuje při působení bazálních ganglií.
Ve skutečnosti, jestliže dopamin uvolněný substantia nigra je nižší než normální, pohyby stanou se pomalejší a nekoordinované. Naopak, pokud je dopamin kvantitativně vyšší než normální, lidské tělo začne provádět zbytečné pohyby, velmi podobné tikům.
Jemná regulace uvolňování dopaminu substantia nigra je tedy nezbytná pro to, aby se lidská bytost mohla správně pohybovat, provádět koordinovaná gesta a správnou rychlostí.
DOPAMINA A UVOLNĚNÍ PROLACTINU
Dopamin pocházející z dopaminergních neuronů obloukového jádra a paraventrikulárního jádra inhibuje vylučování hormonu prolaktinu laktotropními buňkami hypofýzy .
Jak lze snadno pochopit, nepřítomnost nebo snížená přítomnost dopaminu z výše uvedených oblastí znamená větší aktivitu laktotropních buněk hypofýzy, a proto vyšší produkci prolaktinu.
Dopamin, který inhibuje sekreci prolaktinu, se nazývá "faktor inhibující prolaktin" (PIF).
Chcete-li vědět, jaké jsou účinky prolaktinu, mohou čtenáři kliknout zde.
DOPAMINE A PAMĚTI
Několik vědeckých studií ukázalo, že adekvátní hladiny dopaminu v prefrontálním kortexu zlepšují tzv. Pracovní paměť .
Pracovní paměť je podle definice "systém pro dočasné udržování a manipulaci s informacemi během provádění různých kognitivních úkolů, jako je porozumění, učení a uvažování".
Pokud se hladiny dopaminu pocházející z prefrontálního kortexu snižují nebo zvyšují, pracovní paměť začíná trpět.
DOPAMINE, PLEASURE A REWARD
Dopamin je prostředníkem rozkoše a odměny .
Podle spolehlivých studií by totiž mozek lidské bytosti uvolňoval dopamin, když „žije“ potěšujících okolností nebo činností, jako je jídlo založené na dobrém jídle nebo uspokojivé sexuální aktivitě.
Neurony dopaminergní oblasti nejvíce zapojené do odměny a potěšení mechanismy jsou ti nucleus accumbens a prefrontal kortex.
DOPAMINE A POZOR
Dopamin pocházející z prefrontálního kortexu podporuje rozsah pozornosti .
Zajímavý výzkum ukázal, že snížené koncentrace dopaminu v prefrontálním kortexu jsou často spojeny se stavem známým jako porucha hyperaktivity pozornosti .
DOPAMÍNOVÉ A KOGNITIVNÍ FUNKCE
Spojení mezi dopaminem a kognitivními schopnostmi je zřejmé ve všech morbidních stavech charakterizovaných změnou dopaminergních neuronů prefrontálního kortexu.
Ve výše uvedených morbidních podmínkách mohou být kromě již zmíněných fakult pozornosti a pracovní paměti také ovlivněny neurokognitivní funkce, dovednosti při řešení problémů atd.
nemoci
Dopamin hraje ústřední roli v různých zdravotních stavech, včetně: Parkinsonovy nemoci, poruchy pozornosti s hyperaktivitou (ADHD), schizofrenie / psychózy a závislosti na některých drogách a některých drogách .
Navíc, podle některých vědeckých studií, to by bylo zodpovědné za bolestivé pocity, které charakterizují některé morbidní stavy (fibromyalgie, syndrom neklidných nohou, syndrom pálení v ústech) a nevolnost spojenou se zvracením .
| Dopamin a závislost | |
léky | léky |
|
|
Další informace:
- Parkinsonova choroba
- ADHD
- schizofrenie
Zvědavost a další informace
Pro doplnění toho, co bylo dosud řečeno, uvádíme několik dalších informací o dopaminu:
- Konverze dopaminu na noradrenalin je hydroxylační reakce, kterou poskytuje enzym známý jako beta-hydroxyláza dopaminu .
Konverze dopaminu na adrenalin je naopak reakcí, která probíhá v důsledku zásahu enzymu známého jako fenylethanolamin N-methyltransferáza .
- Nedávné studie ukázaly, že i oční sítnice by hostila některé dopaminergní neurony.
Tyto nervové buňky mají specifičnost být aktivní během denního světla a umlčení během hodin tmy.
- Nejběžnějšími dopaminergními receptory v lidském nervovém systému jsou receptory D1, které následují bezprostředně receptory D2.
Ve srovnání s podtypy D1 a D2 jsou receptory D3, D4 a D5 přítomny na mnohem nižších úrovních.
- Podle odborníků by zneužívání dopaminu potěšení a odměny také zahrnovalo zneužívání drog.
Zdá se, že užívání drog, jako je kokain, způsobuje zvýšení hladiny dopaminu, stejně jako dobré jídlo nebo uspokojení sexuální aktivity.
- Lékaři plánují léčbu založenou na injekcích dopaminu v přítomnosti: hypotenze, bradykardie, srdečního selhání, srdečního infarktu, srdeční zástavy a selhání ledvin.
- Fyziologické stárnutí, kterému je vystavena každá lidská bytost, se shoduje s poklesem hladin dopaminu v nervovém systému.
Podle některých vědeckých studií by pokles spojený s pokročilým věkem mozkových funkcí byl částečně způsoben poklesem hladin dopaminu v nervovém systému.
Viz také: Dopamin Agonist Drugs
