загальність
Допамін є важливим нейротрансмітером сім'ї катехоламінів з функцією контролю над: рухом, так званою робочою пам'яттю, відчуттям задоволення, винагородою, виробництвом пролактину, механізмами регулювання сну, деякими когнітивними здібностями і здатність звертати увагу.
Допамінергічна зона включає кілька ділянок мозку, включаючи парс-компакти субстанції nigra і тегментальную область середнього мозку.
Аномальні рівні дофаміну відповідають за кілька патологічних станів. Одним з таких патологічних станів є відома хвороба Паркінсона.
Що таке допамін?
Допамін є органічною молекулою, що належить до сімейства катехоламінів, яка відіграє важливу роль нейромедіатора в мозку людини та інших тварин.
Допамін також є молекулою-попередником, з якої клітини за допомогою специфічних процесів отримують два інших нейротрансмітерів з сімейства катехоламінів: норадреналін (або норадреналін ) і адреналін (або адреналін ).
Які НЕЙРОТЕРАБИ?
Нейротрансмітери - це хімічні речовини, які дозволяють клітинам нервової системи, так званим нейронам, спілкуватися один з одним.
У нейронах нейротрансмітери перебувають у невеликих везикулах ; везикули порівнянні з кишенями, розділеними подвійним шаром фосфоліпідів, повністю схожими на цитоплазматичну мембрану загальної здорової еукаріотичної клітини.
Всередині везикул нейромедіатори залишаються інертними, так би мовити, до тих пір, поки в нейронах, в яких вони перебувають, нервового імпульсу не відбувається.
Нервові імпульси, по суті, стимулюють вивільнення везикул нейронами, що містять їх.
З вивільненням везикул, нейротрансмітери виходять з нервових клітин, займають так званий синаптичний простір (який є особливим простором між двома дуже близькими нейронами) і взаємодіють з сусідніми нейронами, щоб бути точними з мембранними рецепторами вищезгаданих нейронів., Взаємодія нейротрансмітерів з нейронами, що знаходяться в безпосередній близькості, перетворює початковий нервовий імпульс у добре специфічну клітинну відповідь, яка залежить від типу нейромедіатора і типу рецепторів, присутніх на залучених нейронах.
Простіше кажучи, нейротрансмітери - це хімічні месенджери, які вивільняють нервові імпульси, щоб викликати певний клітинний механізм.
Крім дофаміну та його похідних, норепінефрину і адреналіну, іншими важливими нейротрансмітерами людини є: гліцин, серотонін, мелатонін, гамма-аміномасляна кислота (ГАМК) і вазопресин.
ХІМІЧНЕ НАЗВА ДОПАМІНА
Хімічна назва дофаміну - 4- (2-аминоэтил) бензол-1, 2-діол .
ІСТОРІЯ ДОПАМІНА
Цікаво, що допамін є нейромедіатором, який дослідники вперше синтезували в лабораторії, а потім знаходили в тканинах мозку людини.
Від 1910 року заслуга лабораторного синтезу дофаміну лежить у Джорджа Баргера та Джеймса Евенса, двох англійських хіміків компанії Wellcome у Лондоні.
Щоб виявити, що дофамін є молекулою, природно присутня в мозку, був британський дослідник Кетлін Монтагю в 1957 році в лабораторіях лікарні Рунвелл у Лондоні.
Через рік після відкриття дофаміну в тканинах головного мозку, в 1958 році вчені Арвід Карлссон і Нілс-Аке Хілларп, працівники лабораторій хімічної фармакології Національного інституту серця Швеції, вперше визначили і описали роль нейромедіаторів, покритий дофаміном.
Для цього важливого знахідки і для встановлення того, що допамін є не тільки попередником норадреналіну і адреналіну, Карлссон також отримав Нобелівську премію з фізіології або медицини .
Звідки виходить ім'я DOPAMINE?
Наукове співтовариство прийняло термін "допамін", оскільки молекула-попередник, з якої Джордж Баргер і Джеймс Евенс синтезували допамін, був так званим L-DOPA.
Хімічна структура
Як зазначено, дофамін є катехоламіном.
Катехоламіни - органічні молекули, в яких рецидивують присутність бензольного кільця, об'єднаного з двома гідроксильними групами . Це бензольное кільце, об'єднане з двома гідроксильними групами OH, має хімічну формулу C 6 H 3 (OH) 2 .
У випадку допаміну ця речовина полягає в об'єднанні між бензольним кільцем з двома гідроксильними групами, типовими для катехоламінів, і етиламіновою групою .
Етиламінова група є органічною сполукою з двома атомами вуглецю і одним азотом і має наступну хімічну формулу: CH 2 -CH 2 -NH 2 .
У світлі двох хімічних формул, наведених вище, а саме, групи бензолу з двома OH групами і групи етиламіну, кінцева хімічна формула дофаміну становить: C 6 H 3 (OH) 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2,
На малюнках нижче показана хімічна структура загального катехоламіну, гідроксильної групи, етиламінової групи, дофаміну і L-DOPA.
ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
Як і багато інших молекул, що складаються з етиламінової групи, допамін є органічною основою .
З цього випливає, що в кислому середовищі воно зазвичай є протонированной формою; в той час як у базовому середовищі вона зазвичай знаходиться в непротонированной формі.
Резюме: як і де це відбувається?
Шлях природного синтезу (або біосинтез ) дофаміну включає чотири основних етапи і починається з амінокислоти L-фенілаланін .
Простим і схематичним способом біосинтез дофаміну можна підсумувати наступним чином:
L-фенілаланін-L-тирозин-L-DOPA amine дофамін
Перетворення L-фенілаланіну в L-тирозин і перетворення L-тирозину в L-DOPA складаються з двох реакцій гідроксилювання . У хімії реакція гідроксилювання є реакцією, на кінці якої молекула набуває гідроксильну групу OH.
Перша реакція гідроксилювання, а саме L-фенілаланін-L-тирозин, відбувається завдяки втручанню ферменту, відомого як фенілаланінова гідроксилаза .
Реакція L-тирозину OP L-DOPA, з іншого боку, відбувається завдяки втручанню ферменту, відомого як тирозин гідроксилаза .
Кінцевою стадією, яка з L-DOPA походить з дофаміну, є реакція декарбоксилювання .
У хімічному полі реакція декарбоксилювання відповідає процесу, в кінці якого така молекула втрачає одну або більше карбоксильних груп СООН.
Для забезпечення реакції декарбоксилювання, що дає початок L-DOPA, використовується фермент, що називається декарбоксилаза L-амінокислоти (або декарбоксилаза DOPA ).
РЕЗЮМЕ ДОПАМІНУ
У організмі людини біосинтез дофаміну в основному обумовлений так званими нейронами допамінергічної області і, в меншій мірі, медуллярною частиною надниркових залоз (або надниркових залоз ).
Нейрони допамінергічної області або дофамінергічні нейрони є нервовими клітинами, розташованими в:
- Substantia nigra , саме в так званій Pars compacta з substantia nigra . Субстанція nigra (або чорна речовина) має місце в середньому мозку, який є одним з трьох головних регіонів, які складають стовбур мозку.
Незважаючи на те, що чорна речовина є частиною стовбура головного мозку, вона діє під керівництвом ядер підстави (або базальних гангліїв ) telencephalon; telencephalon - це мозок.
Згідно з різними науковими дослідженнями, парс компакта субстанції nigra є головним місцем синтезу дофаміну, присутнього в організмі людини.
- Вентральна тегментальна область . Крім того, розташований на рівні середнього мозку, вентральна тегментальная область має допамінергічні нейрони, розширення яких досягають різних нервових областей, у тому числі: nucleus accumbens, префронтальна кора, мигдалина і гіпокамп.
- Задній гіпоталамус . Продовження дофамінергічних нейронів заднього гіпоталамуса досягає спинного мозку.
- Дугоподібне ядро гіпоталамуса і паравентрикулярное ядро гіпоталамуса . Допамінергічні нейрони цих двох областей мають розширення, які досягають гіпофіза. Тут вони відповідають за виробництво пролактину.
- Невизначена область субталамуса .
деградація
Природна деградація допаміну в неактивних метаболітах може відбуватися двома різними шляхами і включає три ферменти:
- моноаминооксидази (або МАО),
- катехол-O-метилтрансфераза (COMT)
- альдегіддегідрогенази.
Обидва режими природної деградації допаміну призводять до утворення речовини, відомого як гомованіловая кислота (HVA).
функції
Допамін виконує численні функції, як в центральній нервовій системі, так і в периферичній нервовій системі .
Що стосується центральної нервової системи, допамін є нейромедіатором, який бере участь у:
- Контроль руху
- Механізм секреції гормону пролактину
- Контроль об'єму пам'яті
- Механізми винагороди і задоволення
- Контроль протяжності уваги
- Контроль деяких аспектів поведінки та деяких когнітивних функцій
- Механізм сну
- Контроль настрою
- Механізми, що лежать в основі навчання
Що стосується периферичної нервової системи, дії дофаміну:
- Як вазодилататор
- Як стимулятор виведення натрію, через сечу
- Як фактор, що сприяє моториці кишечника
- Як фактор, що знижує активність лімфоцитів
- Як фактор, що знижує секрецію інсуліну острівцями Лангерганса (панкреатичні бета-клітини)
ДОПАМІНЕРГІЧНІ РЕЦЕПТОРИ
Після виходу в синаптичний простір дофамін надає свої ефекти, взаємодіючи з так званими допамінергічними рецепторами, присутніми на мембрані різних нервових клітин.
У ссавців - отже, і у людей - 5 різних підтипів дофамінергічних рецепторів. Назви цих 5 підтипів рецепторів дуже прості: D1, D2, D3, D4 і D5.
Відповідь, що виробляється дофаміном, залежить від підтипу допамінергічного рецептора, з яким взаємодіє сам дофамін.
Іншими словами, клітинні ефекти дофаміну змінюються в залежності від дофамінергічного рецептора, який бере участь у взаємодії.
У енцефалоні щільність розподілу дофамінергічних рецепторів варіюється від області головного мозку до області головного мозку. Зазначивши інший спосіб, кожна область мозку має свою власну кількість дофамінергічних рецепторів.
Біологи вважають, що ця різна щільність розподілу рецепторів залежить від функцій, які повинні охоплювати області мозку.
ДОПАМІН І ДВИЖЕННЯ
Рухові навички людини (правильні рухи, швидкість руху, тощо) залежать від дофаміну, який субстанція nigra вивільняється під дією базальних гангліїв.
Насправді, якщо дофамін, що виділяється субстанцією nigra, є нижчим за нормальний, рухи стають повільнішими та неузгодженими. І навпаки, якщо дофамін кількісно вище норми, людський організм починає виконувати непотрібні рухи, дуже схожі на тики.
Таким чином, точне регулювання вивільнення допаміну субстанцією nigra є суттєвим для правильного переміщення людини, виконуючи скоординовані жести і з правильною швидкістю.
ДОПАМІНА І ВИПУСК ПРОЛАКТІНА
Дофамін, що походить з дофамінергічних нейронів дугоподібного ядра і паравентрикулярного ядра, пригнічує секрецію гормону пролактину лактотропними клітинами гіпофіза .
Як легко зрозуміло, відсутність або зменшена присутність дофаміну з вищезазначених районів передбачає більшу активність гіпофізарних лактотропних клітин, отже, більшу продукцію пролактину.
Допамін, який пригнічує секрецію пролактину, називається «інгібуючим пролактином фактором» (PIF).
Щоб дізнатися, якими є ефекти пролактину, читачі можуть натиснути тут.
ДОПАМІН І ПАМ'ЯТЬ
Ряд наукових досліджень показали, що адекватні рівні дофаміну в префронтальній корі покращують так звану робочу пам'ять .
За визначенням, робоча пам'ять є «системою тимчасового утримання і маніпуляції інформацією під час виконання різних когнітивних завдань, таких як розуміння, навчання і міркування».
Якщо рівні дофаміну, що виникають у префронтальній корі, зменшуються або збільшуються, робоча пам'ять починає страждати.
ДОПАМІН, ВІДПОВІДЬ І НАГРАД
Допамін є посередником задоволення і винагороди .
Насправді, згідно з достовірними дослідженнями, мозок людини вивільняє дофамін, коли він «живе» приємними обставинами або діями, наприклад, їжею, заснованою на гарній їжі або задовільній сексуальній активності.
У нейронах дофамінергічної зони, що найбільше беруть участь у механізмах винагороди та задоволення, належать ядра accumbens і префронтальна кора.
ДОПАМІН І УВАГА
Допамін, що походить з префронтальної кори, підтримує проміжок уваги .
Цікаве дослідження показало, що зниження концентрації дофаміну в префронтальній корі часто пов'язане з станом, відомим як порушення гіперактивності дефіциту уваги .
ДОПАМІН І КОГНІТИВНІ ФУНКЦІЇ
Зв'язок між дофаміновими та когнітивними здібностями проявляється у всіх хворобливих станах, що характеризуються зміною дофамінергічних нейронів префронтальної кори.
Насправді, у вищезгаданих хворобливих умовах, крім вже згаданих факультетів уваги і робочої пам'яті, можуть впливати і нейрокогнітивні функції, навички вирішення проблем тощо.
хвороби
Допамін відіграє центральну роль у різних медичних умовах, включаючи: хвороба Паркінсона, розлад дефіциту уваги (СДУГ), шизофренія / психоз і залежність від деяких лікарських засобів і деяких лікарських засобів .
Більш того, згідно з деякими науковими дослідженнями, він відповідає за хворобливі відчуття, що характеризують деякі хворобливі стани (фіброміалгія, синдром неспокійних ніг, синдром печіння рота) і нудоту, пов'язану з блювотою .
| Допамін і наркоманія | |
наркотики | наркотики |
|
|
Щоб дізнатися більше:
- Хвороба Паркінсона
- ADHD
- шизофренія
Цікавість та інша інформація
Щоб доповнити те, що було сказано до сих пір, наведемо додаткову інформацію про допамін:
- Конверсія дофаміну в норадреналін є реакцією гідроксилювання, яка забезпечується ферментом, відомим як бета-гідроксилаза дофаміну .
З іншого боку, перетворення дофаміну в адреналін є реакцією, що відбувається внаслідок втручання ферменту, відомого як фенилэтаноламин N-метилтрансфераза .
- Недавні дослідження показали, що навіть очна сітківка буде приймати деякі допамінергічні нейрони.
Ці нервові клітини мають особливу активність під час денного світла і затихання під час темряви.
- Найбільш поширеними дофамінергічними рецепторами в нервовій системі людини є D1-рецептори, за якими одразу йдуть рецептори D2.
При порівнянні з підтипами D1 і D2 рецептори D3, D4 і D5 присутні на значно нижчих рівнях.
- На думку експертів, зловживання допаміном задоволення і винагороди також включатиме вживання наркотиків.
Справді, здається, що прийом наркотиків, таких як кокаїн, викликає підвищення рівня дофаміну, як і хороша їжа або задоволення сексуальної активності.
- Лікарі планують лікування на основі ін'єкцій допаміну, при наявності: гіпотензії, брадикардії, серцевої недостатності, інфаркту, зупинки серця і ниркової недостатності.
- Фізіологічне старіння, яке піддається кожній людині, співпадає зі зниженням рівня дофаміну в нервовій системі.
Згідно з деякими науковими дослідженнями, зниження, пов'язане з похилим віком функції мозку, було б пов'язано, частково, з цим зниженням рівня дофаміну в нервовій системі.
Див. Також: Допамінові агоністи
