Dopamiini

Yleisyys

Dopamiini on tärkeä katekoliamiiniperheen välittäjäaine, jolla on ohjaustoiminto: liike, ns. Työmuisti, nautinnon tunne, palkinto, prolaktiinin tuotanto, unen säätelymekanismit, jotkin kognitiiviset kyvyt ja huomion kesto.

Ihmiskehossa dopamiinin tuotanto johtuu pääasiassa dopaminergisen alueen ns. Neuroneista ja vähemmässä määrin lisämunuaisten (tai lisämunuaisten) medullaariosasta.
Dopaminerginen alue sisältää useita aivojen alueita, mukaan lukien pars compacta ja substantia nigra ja keskiaivojen ventraalinen tegmental -alue.
Epänormaalit dopamiinitasot aiheuttavat useita patologisia tiloja. Yksi näistä patologisista tiloista on tunnettu Parkinsonin tauti.

Mikä on dopamiini?

Dopamiini on orgaaninen molekyyli, joka kuuluu katekoliamiiniperheeseen ja jolla on tärkeä välittäjäaine ihmisten ja muiden eläinten aivoissa.
Dopamiini on myös edeltäjämolekyyli, josta solut saavat tietyillä prosesseilla kaksi muuta katekoliamiiniperheen välittäjäainetta: norepinefriini (tai noradrenaliini) ja epinefriini (tai adrenaliini).

MITÄ NEUROTRANSMITTERS ovat?

Neurotransmitterit ovat kemikaaleja, joiden avulla hermoston solut, niin kutsutut neuronit, voivat kommunikoida keskenään.
Neuroneissa välittäjäaineet asuvat pienten rakkuloiden sisällä; rakkulat ovat verrattavissa pusseihin, joita rajoittaa kaksinkertainen fosfolipidikerros, hyvin samanlainen kuin geneerisen terveen eukaryoottisolun sytoplasmakalvo.
Vesikkelien sisällä välittäjäaineet pysyvät ikään kuin inertteinä, kunnes hermoimpulssi saapuu neuroneihin, joissa ne asuvat.
Hermoimpulssit itse asiassa stimuloivat rakkuloiden vapautumista niitä sisältävillä neuroneilla.
Kun vesikkelit vapautuvat, välittäjäaineet pakenevat hermosoluista, vievät ns. edellä mainitut neuronit. Välittäjäaineiden vuorovaikutus välittömässä läheisyydessä olevien neuronien kanssa muuttaa alkuperäisen hermoimpulssin hyvin spesifiseksi soluvasteeksi, joka riippuu välittäjäaineiden tyypistä ja mukana olevissa neuroneissa olevista reseptoreista.
Yksinkertaisemmin sanottuna välittäjäaineet ovat kemiallisia sanansaattajia, jotka hermoimpulssit vapauttavat indusoidakseen tietyn solumekanismin.
Dopamiinin ja sen johdannaisten, noradrenaliinin ja epinefriinin lisäksi muita tärkeitä ihmisen välittäjäaineita ovat: glysiini, serotoniini, melatoniini, gamma-aminovoihappo (GABA) ja vasopressiini.

DOPAMIININ KEMIALLINEN NIMI

Dopamiinin kemiallinen nimi on 4- (2-aminoetyyli) bentseeni-1,2-dioli.

DOPAMINAN HISTORIA

Kummallista on, että dopamiini on välittäjäaine, jonka tutkijat syntetisoivat ensin laboratoriossa ja sitten löydettiin ihmisen aivokudoksista.
Vuodesta 1910 peräisin oleva dopamiinin laboratoriosynteesin kunnia kuuluu George Bargerille ja James Ewensille, jotka ovat yrityksen kaksi englantilaista kemistiä. Tervetuloa Lontoosta.
Englantilainen tutkija Kathleen Montagu havaitsi kuitenkin, että dopamiini on aivoissa luonnollisesti läsnä oleva molekyyli, vuonna 1957 Runwellin sairaala Lontoosta.
Vuosi dopamiinin löytämisen jälkeen aivokudoksissa, sitten vuonna 1958 tutkijat Arvid Carlsson ja Nils-Ake Hillarp, ​​Ruotsin kansallisen sydäninstituutin kemiallisen farmakologian laboratorioiden työntekijät, tunnistivat ja kuvaavat ensimmäistä kertaa välittäjäaine, peitetty dopamiinilla.
Tästä tärkeästä havainnosta ja siitä, että dopamiini ei ole vain noradrenaliinin ja epinefriinin edeltäjä, Carlsson sai myös fysiologian tai lääketieteen Nobel -palkinnon.

MISTÄ NIMI DOPAMIINI TULEE?

Tiedeyhteisö hyväksyi termin "dopamiini", koska edeltäjämolekyyli, josta George Barger ja James Ewens syntetisoi dopamiinia, oli niin kutsuttu L-DOPA.

Kemiallinen rakenne

Kuten todettu, dopamiini on katekoliamiini.
Katekoliamiinit ovat orgaanisia molekyylejä, joissa bentseenirenkaan liittyminen kahteen hydroksyyliryhmään OH on toistuva. Tämän bentseenirenkaan yhdistettynä kahteen OH -hydroksyyliryhmään on kemiallinen kaava C6H3 (OH) 2.
Dopamiinin tapauksessa tämä aine koostuu bentseenirenkaan ja kahden hydroksyyliryhmän, jotka ovat tyypillisiä katekoliamiinille, ja etyyliamiiniryhmän välisestä liitoksesta.
Etyyliamiiniryhmä on orgaaninen yhdiste, johon osallistuu kaksi hiiliatomia ja yksi typpi ja jolla on seuraava kemiallinen kaava: CH2-CH2-NH2.
Ottaen huomioon edellä mainitut kaksi kemiallista kaavaa, nimittäin bentseeniryhmän, jossa on kaksi OH-ryhmää, ja etyyliamiiniryhmän, dopamiinin lopullinen kemiallinen kaava on: C6H3 (OH) 2-CH2-CH2-NH2.
Alla olevat kuvat esittävät geneerisen katekoliamiinin, hydroksyyliryhmän, etyyliamiiniryhmän, dopamiinin ja L-DOPA: n kemiallisen rakenteen.

Kuva: toisin kuin dopamiini, L -DOPA: lla on karboksyyliryhmä, joka on sitoutunut toiseen etyyliamiiniryhmän kahdesta hiiliatomista. hydroksyyliryhmä.

KEMIALLISIA OMINAISUUKSIA

Kuten monet etyyliamiiniryhmän molekyylit, dopamiini on orgaaninen emäs.
Tämä tarkoittaa, että happamassa ympäristössä se on yleensä protonoidussa muodossa; kun taas perusympäristössä se on yleensä protonoimattomassa muodossa.

Yhteenveto: miten ja missä se tapahtuu?

Dopamiinin luonnollinen synteesireitti (tai biosynteesi) sisältää neljä perusvaihetta ja alkaa aminohaposta L-fenyylialaniinista.
Yksinkertaisella ja kaavamaisella tavalla dopamiinin biosynteesi voidaan tiivistää seuraavasti:

L-fenyylialaniini, L-tyrosiini, L-DOPA, dopamiini

L-fenyylialaniinin muuttaminen L-tyrosiiniksi ja L-tyrosiinin muuttaminen L-DOPA: ksi koostuvat kahdesta hydroksylaatioreaktiosta. Kemiassa hydroksylointireaktio on reaktio, jonka lopussa molekyyli saa OH -hydroksyyliryhmän.
Ensimmäinen hydroksylaatioreaktio eli L-fenyylialaniini ⇒ L-tyrosiini tapahtuu fenyylialaniinihydroksylaasiksi kutsutun entsyymin väliintulon ansiosta.
Toisaalta L-tyrosiini-L-DOPA-reaktio tapahtuu tyrosiinihydroksylaasiksi kutsutun entsyymin väliintulon ansiosta.
Viimeinen vaihe, joka antaa dopamiinia L-DOPA: sta, on dekarboksylointireaktio.
Kemian alalla dekarboksylointireaktio vastaa prosessia, jonka lopussa tällainen molekyyli menettää yhden tai useamman COOH -karboksyyliryhmän.
L-DOPA: n synnyttävä dekarboksylaatioreaktio on L-aminohappodekarboksylaasiksi (tai DOPA-dekarboksylaasiksi) kutsuttu entsyymi.

DOPAMIININ SYNTEESIN SIJAINTI

Ihmiskehossa dopamiinin biosynteesi suoritetaan pääasiassa dopaminergisen alueen ns. Neuronien ja vähemmässä määrin lisämunuaisen (tai lisämunuaisten) medullaarisen osan kautta.
Dopaminergisen alueen neuronit tai dopaminergiset neuronit ovat hermosoluja, jotka sijaitsevat:

• Substantia nigra, nimenomaan ns Pars compacta ja substantia nigra. Siellä substantia nigra (tai mustaa ainetta) tapahtuu keskiaivoissa, joka on yksi kolmesta pääalueesta, jotka muodostavat aivorungon.
  Vaikka osa aivorungosta, substantia nigra toimii telencephalonin pohjan (tai basaaliganglionien) ytimien ohjauksessa; telencephalon on aivot.
  Erilaisten tieteellisten tutkimusten mukaan pars compacta ja substantia nigra se on tärkein dopamiinisynteesin paikka ihmiskehossa.
• Ventraalinen tegmental -alue. Myös keskiaivojen tasolla sijaitsevassa vatsakalvon tegmental -alueella on dopaminergisiä neuroneja, joiden laajennukset ulottuvat eri hermoalueille, mukaan lukien: ydin accumbens, prefrontaalinen kuori, amygdala ja hippokampus.
• Takahypotalamus. Takahypotalamuksen dopaminergisten neuronien jatkeet ulottuvat selkäytimeen.
• Kaareva hypotalamuksen ydin ja hypotalamuksen paraventrikulaarinen ydin. Näiden kahden alueen dopaminergisten neuronien laajennukset ulottuvat aivolisäkkeeseen, ja niiden tehtävänä on vaikuttaa prolaktiinin tuotantoon.
• Subtalamuksen epävarma alue.

DEGRADAATIO

Dopamiinin luonnollinen hajoaminen inaktiivisiksi metaboliiteiksi voi tapahtua kahdella eri tavalla ja sisältää kolme entsyymiä:

• monoamiinioksidaasi (tai MAO),
• katekoli-O-metyylitransferaasi (COMT)
• aldehydidehydrogenaasi.
  

Molemmat luonnollisen dopamiinin hajoamistavat johtavat homovanyylihappona (HVA) tunnetun aineen muodostumiseen.

Kuva: kaksi mahdollista tapaa dopamiinin biohajoamiseen. Lähde: wikipedia.org

Toiminnot

Dopamiini suorittaa lukuisia toimintoja sekä keskushermoston että perifeerisen hermoston tasolla.
Keskushermoston osalta dopamiini on välittäjäaine, joka osallistuu:

• Liikeohjaus
• Prolaktiinihormonin eritysmekanismi
• Muistikapasiteetin tarkistaminen
• Palkitsemisen ja nautinnon mekanismit
• Huomiotaitojen hallinta
• Joidenkin käyttäytymisnäkökohtien ja joidenkin kognitiivisten toimintojen hallinta
• Unen mekanismi
• Mielialan ohjaus
• Oppimisen mekanismit

Mitä tulee ääreishermostoon, dopamiini toimii:

• Vasodilataattorina
• Natriumin erittymisen stimulaattorina virtsan kautta
• Suoliston motiliteettia edistävänä tekijänä
• Tekijänä, joka vähentää lymfosyyttien toimintaa
• Tekijä, joka vähentää insuliinin eritystä Langerhansin saarilla (haiman beetasolut)

DOPAMINERGISET VASTAANOTTIMET

Päästettyään synaptiseen tilaan dopamiini käyttää vaikutuksiaan vuorovaikutuksessa niin kutsuttujen dopaminergisten reseptorien kanssa, joita on eri hermosolujen kalvolla.
Nisäkkäillä - siis myös ihmisillä - on 5 erilaista dopaminergisten reseptorien alatyyppiä, joiden nimet ovat hyvin yksinkertaisia: D1, D2, D3, D4 ja D5.
Dopamiinin tuottama vaste riippuu dopamiinireseptorin alatyypistä, jonka kanssa itse dopamiini on vuorovaikutuksessa.
Toisin sanoen, dopamiinin soluvaikutukset vaihtelevat vuorovaikutukseen osallistuvan dopamiinireseptorin mukaan.

Aivoissa dopaminergisten reseptorien jakautumistiheys vaihtelee aivojen välillä, toisin sanoen jokaisella aivojen alueella on oma määrä dopaminergisiä reseptoreita.
Biologit uskovat, että tämä reseptorijakauman eri tiheys riippuu toiminnoista, jotka aivojen on katettava.

DOPAMINA JA LIIKKEET

Ihmisen motoriset taidot (liikkeiden oikeellisuus, nopeus jne.) Riippuvat dopamiinista substantia nigra vapautuu basalganglionien vaikutuksesta.
Itse asiassa, jos dopamiinia vapautuu substantia nigra on normaalia pienempi, liikkeet hidastuvat ja koordinoituvat. Päinvastoin, jos dopamiini on määrällisesti normaalia korkeampi, ihmiskeho alkaa tehdä tarpeettomia liikkeitä, jotka ovat hyvin samanlaisia ​​kuin tikit.
Siksi dopamiinin vapautumisen hieno säätely substantia nigra, on välttämätöntä, että ihminen liikkuu oikein, suorittaa koordinoituja eleitä ja oikealla nopeudella.

DOPAMIINI- JA PROLAKTIINITIEDOTE

Kaarevan ytimen ja paraventrikulaarisen ytimen dopaminergisistä neuroneista peräisin oleva dopamiini estää aivolisäkkeen laktotrooppisolujen erittymistä prolaktiinihormonista.
Kuten on helppo ymmärtää, edellä mainituilta alueilta tulevan dopamiinin puuttuminen tai vähentynyt esiintyminen merkitsee aivolisäkkeen laktotrooppisten solujen suurempaa aktiivisuutta, mikä lisää prolaktiinin tuotantoa.
Dopamiini, joka estää prolaktiinin eritystä, saa vaihtoehtoisen nimen "prolaktiinin estävä tekijä" (PIF).
Jos haluat tietää, mitä vaikutuksia prolaktiinilla on, lukijat voivat napsauttaa tästä.

DOPAMIINI JA MUISTI

Useat tieteelliset tutkimukset ovat osoittaneet, että riittävät dopamiinipitoisuudet prefrontaalisessa kuorissa parantavat niin sanottua työmuistia.
Määritelmän mukaan työmuisti on "järjestelmä väliaikaiseen ylläpitoon ja tietojen käsittelyyn eri kognitiivisten tehtävien, kuten ymmärtämisen," oppimisen ja päättelyn "suorittamisen aikana.
Jos prefrontaalikuoresta peräisin olevat dopamiinitasot pienenevät tai lisääntyvät, työmuisti alkaa kärsiä.

DOPAMIINI, ILO JA PALKKIO

Dopamiini on nautinnon ja palkinnon välittäjä.
Itse asiassa luotettavien tutkimusten mukaan ihmisen aivot vapauttavat dopamiinia, kun se "kokee" olosuhteita tai miellyttäviä toimintoja, kuten hyvää ruokaa tai tyydyttävää seksuaalista toimintaa sisältävän aterian.
Palkkio- ja nautintomekanismeihin eniten osallistuvat dopaminergisen alueen neuronit ovat ytimen accumbens ja prefrontaalinen kuori.

DOPAMIINI JA HUOMIO

Prefrontaalikuoresta peräisin oleva dopamiini tukee tarkkaavaisuutta.
Mielenkiintoinen tutkimus on osoittanut, että alhaiset dopamiinipitoisuudet prefrontaalisessa kuorissa liittyvät usein tilaan, joka tunnetaan tarkkaavaisuushyperaktiivisuushäiriönä.

DOPAMIINI- JA KOGNITIIVISET TOIMINNOT

Dopamiinin ja kognitiivisten kykyjen välinen yhteys on ilmeinen kaikissa sairauksissa, joille on tunnusomaista "prefrontaalisen kuoren dopaminergisten neuronien muutos".
Itse asiassa edellä mainituissa sairaissa olosuhteissa edellä mainittujen huomion ja työmuistin kykyjen lisäksi - myös neurokognitiiviset toiminnot, kyky ongelmanratkaisu jne.

Patologiat

Dopamiinilla on keskeinen rooli useissa sairauksissa, mukaan lukien: Parkinsonin tauti, tarkkaavaisuushäiriö (ADHD), skitsofrenia / psykoosi ja riippuvuus tietyistä lääkkeistä.
Lisäksi joidenkin tieteellisten tutkimusten mukaan se olisi vastuussa tuskallisista tunteista, jotka luonnehtivat joitain sairaita tiloja (fibromyalgia, levottomat jalat -oireyhtymä, polttavan suun oireyhtymä) ja oksenteluun liittyvästä pahoinvoinnista.

Dopamiini ja riippuvuus

Huumeet

Lääkkeet

• Kokaiini
• Amfetamiinit
• Metamfetamiini
• Ekstaasi (MDMA)

• Ritalin
• Psykostimulantit

Lisätietoja:

• Parkinsonin tauti
• ADHD
• Skitsofrenia

Uteliaisuuksia ja muuta tietoa

Toistaiseksi sanotun lisäksi tässä on joitain lisätietoja dopamiinista:

• Dopamiinin muuttaminen norepinefriiniksi on hydroksylaatioreaktio, jonka suorittaa entsyymi, joka tunnetaan nimellä dopamiini-beeta-hydroksylaasi.
  Toisaalta dopamiinin muuttaminen adrenaliiniksi on reaktio, joka tapahtuu fenyylietanoliamiini-N-metyylitransferaasi-nimisen entsyymin väliintulon vuoksi.
• Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että silmän verkkokalvo isännöi myös joitain dopaminergisiä neuroneja.
  Näillä hermosoluilla on erityispiirre olla aktiivisia valon aikoina ja hiljentyä pimeyden aikoina.
• Ihmisen hermostossa eniten esiintyvät dopaminergiset reseptorit ovat D1 -reseptoreita, ja pian sen jälkeen D2 -reseptoreita.
  Verrattuna alatyyppeihin D1 ja D2, D3-, D4- ja D5 -reseptorit ovat läsnä huomattavasti alemmilla tasoilla.
• Asiantuntijoiden mukaan huumeiden väärinkäyttö on yksi niistä olosuhteista, jotka suosivat nautinnon ja palkinnon dopamiinin vapautumista.
  Itse asiassa näyttää siltä, ​​että huumeiden, kuten kokaiinin, käyttö johtaa dopamiinitasojen nousuun aivan kuten hyvä ruoka tai tyydyttävä seksuaalinen toiminta.
• Lääkärit suunnittelevat hoidon, joka perustuu dopamiini -injektioihin, läsnä ollessa: hypotensio, bradykardia, sydämen vajaatoiminta, sydänkohtaus, sydämenpysähdys ja munuaisten vajaatoiminta.
• Jokaisen ihmisen fysiologinen ikääntyminen on sama kuin hermoston dopamiinipitoisuuden lasku.
  Joidenkin tieteellisten tutkimusten mukaan aivotoiminnan ikään liittyvä heikkeneminen johtuu osittain tästä hermoston dopamiinipitoisuuden laskusta.

Katso myös: Dopamiiniagonistilääkkeet