Катехоламин

Катехоламините са биологично активни вещества от групата на биогенните амини, които в организма изпълняват функцията на хормони и невромедиатори. Името им произлиза от факта, че са аминови производни на двувалентния фенол катехол. Катехоламините са представени главно от три съединения: адреналин, норадреналин и допамин. Те се синтезират в невроендокринните хромафинни клетки на медулата на надбъбречните жлези, централната нервна система и в ганглиите на симпатиковата част на вегетативната нервна система, но малки количества се образуват и на други места в организма, където има хромафинни клетки.

Синтез

Катехоламините не преминават кръвно-мозъчната бариера и поради тази причина тези от тях, които функционират като невромедиатори, се образуват и в различни структури на централната нервна система. Катехоламините се синтезират в цитоплазмата на клетката и се опаковат в секреторни гранули, с изключение на норадреналина, който се синтезира директно в секреторните гранули на периферните нервни окончания от допамин, както и в две основни групи неврони в мозъчния ствол — синкавото поленце (на латински: locus ceruleus) (A4-A6) и латералната част на тегментума на моста.

Напречен срез през средния мозък. Двете черни и назъбени ивици представляват субстанция нигра

Адреналинът се синтезира в хромафинните клетки на надбъбречната сърцевина и в някои групи неврони в продълговатия мозък. Допаминът се образува от няколко групи допаминергични неврони (на латински: cellulae dopaminergicae) в компактната част на субстанция нигра (A9) на средния мозък, вентромедиалната част на тегментума, по-известна като вентрална тегментална зона на Tsai (A10), хипоталамуса (A11-A15), обонятелната луковица (A16) и др.

Всички катехоламини в организма се образуват от прекурсор — аминокиселината тирозин или индиректно чрез предварително хидроксилиране на аминокиселината фенилаланин до тирозин.

Първият етап от синтезата е хидроксилирането на тирозин до 3,4-дихидроксифенилаланин (L-ДОПА) посредством ензима тирозин хидроксилаза. Реакцията изисква кислород, желязо и тетрахидробиоптерин като кофактори. Тя е скорост-определящ етап в цялостната синтеза на катехоламини.^[1]^[2] Тирозин хидроксилазата има четири изоформи^[3], като транскрипцията ѝ се стимулира от клюкокортикоиди, цАМФ-зависима протеинкиназа, Ca²⁺ фосфолипид зависима протеинкиназа и Ca²⁺ калмодулин зависима протеинкиназа. Ензимът е наличен само в тъкани, които синтезират катехоламини и различни фактори регулират активността му. Активността на ензима намалява при увеличаване на катехоламините. Тази отрицателна обратна връзка върху тирозин хидроксилазата отпада, когато катехоламините се отделят от секреторните гранули в резултат на различни стимули.

През втория етап се осъществява декарбоксилиране на L-ДОПА до допамин чрез ензима ароматна L-аминокиселинна декарбоксилаза (ДОПА декарбоксилаза) с участието на пиридоксал фосфат (активната форма на витамин B₆). Ензимът е неспецифичен и участва също в декарбоксилирането на аминокиселината триптофан до триптамин и на 5-хидрокситриптофан до 5-хидрокситриптамин (серотонин).

Третият етап от синтезата води до образуването на норадреналин от допамин. Ензимната реакция се извършва в секреторните гранули на надбъбречната сърцевина, както и в синаптичните гранули на адренергичните неврони в централната и периферната нервна система от допамин β-хидроксилаза — мед-съдържащ ензим, при участието на кислород и аскорбинова киселина като кофактори.^[4] Този ензим е структурно сходен с тирозин хидроксилазата и вероятно има подобни транскрипционни елементи на регулация, тъй като и двата ензима се стимулират от глюкокортикоиди и цАМФ-зависими протеинкинази.^[5]

Последният етап от катехоламиновата синтеза е образуването на адреналин от норадреналин. В бъбречната сърцевина норадреналинът се освобождава от секреторните гранули в цитоплазмата. Следва метилиране под действието на ензима фенилетаноламин-N-метилтрансфераза (ФНМТ) с участието на S-аденозилметионин, кислород и магнезий като кофактори. Синтезираният адреналин се опакова отново в секреторни гранули. Ензимът увеличава експресията си при високи нива на глюкокортикоиди, а адреналинът осъществява отрицателна обратна връзка върху активността му. Холинергичната стимулация чрез никотинови и мускаринови рецептори повлиява транскрипцията на ензима.^[6]^[7]

Функция

Хормонална

Пряко или косвено стимулират всички еднокринни жлези. Проявяват ефектите си и в следните органи: сърце, периферни съдове, очи, мозък, кожа, потни жлези, бронхи и др.

Източници

Общомедия

Общомедия разполага с мултимедийно съдържание за

Катехоламин.

[1] Blaschko H. Catecholamine biosynthesis. Br Med Bull 1973; 29: 105.

[2] Nagatsu T, Levitt M, Udenfriend S (1964) Tyrosine hydroxylase: the initial step in norepinephrine biosynthesis. J Biol Chem 239:2910-2917.^{[неработеща препратка]}

[3] Nagatsu T, Stjarne L (1998) Catecholamine synthesis and release. Overview. Adv Pharmacol 42:1-14.

[4] Rush RA, Geffen LB (1980). Dopamine beta-hydroxylase in health and disease. Crit Rev Clin Lab Sci. 12 (3): 241–77

[5] Ishiguro H, Kim KT, Joh TH, et al. Neuron-specific expression of the human dopamine beta-hydroxylase gene requires both the cAMP-response element and a silencer region. J Biol Chem 1993; 268:17987–17994., архив на оригинала от 30 юли 2003, https://web.archive.org/web/20030730160100/http://www.jbc.org/cgi/content/abstract/268/24/17987, посетен на 30 май 2009

[6] Evinger MJ, Ernsberger P, Regunathan S, et al. A single transmitter regulates gene expression through two separate mechanisms: cholinergic regulation of phenylethanolamine N-methyltransferase mRNA via nicotinic and muscarinic pathways. J Neurosci 1994; 14:2106–2116.

[7] Evinger MJ, Ernsberger P, Regunathan S, et al. Regulation of phenylethanolamine N-methyltransferase gene expression by imidazoline receptors in adrenal chromaffin cells. J Neurochem 1995; 65:988–997.^{[неработеща препратка]}

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]