CATECHOLAMINE: TỔNG HỢP, GIẢI PHÓNG VÀ CHỨC NĂNG - TÂM THẦN KINH - 2026

Các catecholamine hoặc aminohormonas là những chất chứa trong cấu trúc của chúng một nhóm catechol và một chuỗi bên có một nhóm amin. Chúng có thể hoạt động trong cơ thể chúng ta như các hormone hoặc chất dẫn truyền thần kinh.

Catecholamine là một loại monoamine được tổng hợp từ tyrosine. Những chất chính là dopamine, adrenaline và norepinephrine. Chúng bao gồm các chất dẫn truyền thần kinh rất quan trọng trong cơ thể chúng ta và có nhiều chức năng; chúng tham gia vào cả cơ chế thần kinh và nội tiết.

Cấu trúc phân tử của norepinephrine (noradrenaline), thuộc họ catecholamine.

Một số chức năng của hệ thần kinh trung ương mà chúng kiểm soát là chuyển động, nhận thức, cảm xúc, học tập và trí nhớ. Chúng cũng đóng một vai trò cơ bản trong phản ứng với căng thẳng. Bằng cách này, việc giải phóng các chất này tăng lên khi bị căng thẳng về thể chất hoặc cảm xúc. Ở cấp độ tế bào, các chất này điều chỉnh hoạt động của tế bào thần kinh bằng cách mở hoặc đóng các kênh ion tùy theo các thụ thể liên quan.

Nồng độ catecholamine có thể được nhìn thấy thông qua xét nghiệm máu và nước tiểu. Trên thực tế, catecholamine liên kết với khoảng 50% protein trong máu.

Những thay đổi trong dẫn truyền thần kinh catecholamine dường như giải thích cho một số rối loạn thần kinh và tâm thần kinh. Ví dụ, trầm cảm có liên quan đến mức độ thấp của các chất này, không giống như lo lắng. Mặt khác, dopamine dường như đóng một vai trò thiết yếu trong các bệnh như Parkinson và tâm thần phân liệt.

Sinh tổng hợp catecholamine

Catecholamine có nguồn gốc từ tyrosine, một axit amin tạo nên protein. Nó có thể được lấy trực tiếp từ chế độ ăn uống (như một nguồn ngoại sinh) hoặc được tổng hợp trong gan từ phenylalanin (như một nguồn nội sinh).

Phenylalanin

Phenylalanin là một axit amin cần thiết cho con người. Nó có được thông qua chế độ ăn uống, mặc dù chúng cũng có trong một số chất tác động đến thần kinh.

Để có đủ lượng catecholamine, điều quan trọng là phải tiêu thụ thực phẩm giàu phenylalanine, chẳng hạn như thịt đỏ, trứng, cá, sữa, đậu gà, đậu lăng, các loại hạt, v.v.

Tyrosine

Cấu trúc hóa học của axit amin Tyrosine (Nguồn: Clavecin qua Wikimedia Commons)

Đối với tyrosine, nó có thể được tìm thấy trong pho mát. Để tạo thành catecholamine, tyrosine phải được tổng hợp bởi một hormone gọi là tyrosine hydroxylase. Sau khi hydroxyl hóa, L-DOPA (L-3,4-dihydroxyphenylalanin) thu được.

Dopamine và norepinephrine

Sau đó DOPA trải qua quá trình khử carboxyl thông qua enzyme DOPA decarboxylase, tạo ra dopamine.

Phân tử Dopamine 2D.

Từ dopamine, và nhờ dopamine beta-hydroxyl hóa, người ta thu được norepinephrine (còn gọi là norepinephrine).

Phân tử Norepinephrine

Adrenalin

Epinephrine được tạo ra trong tủy của tuyến thượng thận, nằm phía trên thận. Nó phát sinh từ norepinephrine. Epinephrine phát sinh khi norepinephrine được tổng hợp bởi enzyme phenylethanolamine N-methyltransferase (PNMT). Enzyme này chỉ được tìm thấy trong các tế bào của tủy thượng thận.

Cấu trúc của adrenaline

Mặt khác, sự ức chế tổng hợp catecholamine được tạo ra bởi hoạt động của AMPT (alpha methyl-p-tyrosine). Điều này có trách nhiệm ức chế enzym tyrosine-hydroxylase.

Catecholamine được sản xuất ở đâu?

Các catecholamine chính bắt nguồn từ tuyến thượng thận, đặc biệt là trong tủy thượng thận của các tuyến này. Chúng được tạo ra nhờ các tế bào gọi là chromaffins: ở nơi này, adrenaline được tiết ra chiếm 80%, và noradrenaline ở 20% còn lại.

Hai chất này hoạt động như các hormone giao cảm. Đó là, chúng mô phỏng các tác động của chứng tăng động lên hệ thần kinh giao cảm. Do đó, khi những chất này được giải phóng vào máu sẽ làm tăng huyết áp, co cơ nhiều hơn và tăng lượng đường. Cũng như tăng tốc nhịp tim và hô hấp.

Vì lý do này, catecholamine rất cần thiết để chuẩn bị cho các phản ứng căng thẳng, chiến đấu hoặc chuyến bay.

Norepinephrine hoặc norepinephrine

Norepinephrine hoặc norepinephrine được tổng hợp và lưu trữ trong các sợi hậu tế bào của thần kinh giao cảm ngoại biên. Chất này cũng được tạo ra trong các tế bào của locus coeruleus, trong một nhóm tế bào có tên là A6.

Những tế bào thần kinh này chiếu đến đồi hải mã, hạch hạnh nhân, đồi thị và vỏ não; tạo thành con đường norepinephrineal ở lưng. Con đường này dường như liên quan đến các chức năng nhận thức như sự chú ý và trí nhớ.

Con đường tâm thất, kết nối với vùng dưới đồi, dường như tham gia vào các chức năng sinh dưỡng, nội tiết thần kinh và tự trị.

Dopamine

Mặt khác, dopamine cũng có thể phát sinh từ tủy thượng thận và các dây thần kinh giao cảm ngoại vi. Tuy nhiên, nó hoạt động chủ yếu như một chất dẫn truyền thần kinh trong hệ thần kinh trung ương. Theo cách này, nó xảy ra chủ yếu ở hai vùng của thân não: vùng não và vùng não bụng.

Cụ thể, các nhóm tế bào dopaminergic chính được tìm thấy ở vùng bụng của não giữa, một khu vực được gọi là "nhóm tế bào A9". Vùng này bao gồm chất màu đen. Chúng cũng nằm trong nhóm tế bào A10 (vùng tegmental bụng).

Các tế bào thần kinh A9 chiếu các sợi của chúng tới nhân đuôi và tới nhân đệm, tạo thành con đường nigrostriatal. Điều này rất cần thiết cho việc điều khiển động cơ.

Trong khi các tế bào thần kinh của vùng A10 đi qua nhân của các ắc-quy, hạch hạnh nhân và vỏ não trước, tạo thành con đường trung gian (mesocorticolimbic). Điều này rất cần thiết trong động lực, cảm xúc và sự hình thành ký ức.

Ngoài ra, có một nhóm tế bào dopaminergic khác trong một phần của vùng dưới đồi, kết nối với tuyến yên để thực hiện các chức năng nội tiết tố.

Ngoài ra còn có các nhân khác trong khu vực thân não có liên quan đến adrenaline, chẳng hạn như các hậu khu vực và đường đơn độc. Tuy nhiên, để adrenaline được giải phóng vào máu, sự hiện diện của một chất dẫn truyền thần kinh khác là acetylcholine là cần thiết.

Giải phóng

Để sự giải phóng catecholamine xảy ra, cần phải giải phóng trước acetylcholine. Ví dụ: sự giải phóng này có thể xảy ra khi chúng tôi phát hiện ra mối nguy hiểm. Acetylcholine kích hoạt tủy thượng thận và tạo ra một loạt các sự kiện tế bào.

Cấu trúc phân tử acetylcholine

Kết quả là sự tiết catecholamine vào không gian ngoại bào bằng một quá trình gọi là xuất bào.

Chúng hoạt động như thế nào trong cơ thể?

Có một loạt các thụ thể phân bố khắp cơ thể được gọi là thụ thể adrenergic. Các thụ thể này được kích hoạt bởi catecholamine, và chịu trách nhiệm cho nhiều chức năng khác nhau.

Thông thường khi dopamine, epinephrine, hoặc norepinephrine liên kết với các thụ thể này; có một cuộc chiến hoặc phản ứng bay. Do đó, nhịp tim tăng lên, sức căng cơ tăng lên và đồng tử giãn ra. Chúng cũng ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa.

Điều quan trọng cần lưu ý là các catecholamine trong máu do tủy thượng thận tiết ra có tác dụng lên các mô ngoại vi, nhưng không tác động lên não. Điều này là do hệ thần kinh bị ngăn cách bởi hàng rào máu não.

Ngoài ra còn có các thụ thể đặc hiệu cho dopamine, có 5 loại. Những chất này được tìm thấy trong hệ thống thần kinh, đặc biệt là ở vùng đồi hải mã, vùng nhân, vỏ não, hạch hạnh nhân, và tiểu não.

Đặc trưng

Catecholamine có thể điều chỉnh các chức năng rất đa dạng của cơ thể. Như đã đề cập ở trên, chúng có thể lưu thông trong máu hoặc có tác dụng khác nhau trong não (như chất dẫn truyền thần kinh).

Tiếp theo, bạn sẽ có thể biết các chức năng mà catecholamine tham gia:

Chức năng tim

Thông qua sự gia tăng mức adrenaline (chủ yếu), làm tăng lực co bóp của tim. Ngoài ra, tần số của nhịp tim tăng lên. Điều này làm tăng cung cấp oxy.

Chức năng mạch máu

Nói chung, sự gia tăng catecholamine gây ra co mạch, tức là sự co lại trong mạch máu. Hậu quả là làm tăng huyết áp.

Chức năng tiêu hóa

Epinephrine dường như làm giảm nhu động và tiết dịch dạ dày và ruột. Cũng như sự co thắt của các cơ vòng. Các thụ thể adrenergic liên quan đến các chức năng này là a1, a2 và b2.

Chức năng tiết niệu

Epinephrine làm giãn cơ phản ứng bàng quang (vì vậy có thể lưu trữ nhiều nước tiểu hơn). Đồng thời, nó làm co cơ tam đầu và cơ vòng để cho phép bí tiểu.

Tuy nhiên, liều lượng vừa phải của dopamine làm tăng lưu lượng máu đến thận, có tác dụng lợi tiểu.

Chức năng mắt

Sự gia tăng catecholamine cũng gây ra sự giãn nở đồng tử (giãn đồng tử). Ngoài việc giảm nhãn áp.

Chức năng hô hấp

Catecholamine dường như làm tăng tốc độ hô hấp. Ngoài ra, nó có tác dụng thư giãn phế quản mạnh mẽ. Do đó, nó làm giảm tiết dịch phế quản, làm giãn phế quản.

Các chức năng trong hệ thần kinh trung ương

Trong hệ thần kinh, norepinephrine và dopamine làm tăng sự tỉnh táo, chú ý, tập trung và xử lý kích thích.

Nó làm cho chúng ta phản ứng nhanh hơn với các kích thích và làm cho chúng ta học và ghi nhớ tốt hơn. Chúng cũng làm trung gian cho cảm giác thích thú và phần thưởng. Tuy nhiên, mức độ tăng cao của những chất này có liên quan đến các vấn đề lo lắng.

Trong khi mức dopamine thấp dường như ảnh hưởng đến sự xuất hiện của rối loạn chú ý, khó khăn trong học tập và trầm cảm.

Chức năng vận động

Dopamine là catecholamine chính liên quan đến trung gian kiểm soát các chuyển động. Các khu vực chịu trách nhiệm là lớp đệm và hạch nền (đặc biệt là nhân đuôi).

Trên thực tế, sự vắng mặt của dopamine trong các hạch nền đã được chứng minh là nguồn gốc của bệnh Parkinson.

Nhấn mạnh

Catecholamine rất quan trọng trong việc điều chỉnh căng thẳng. Mức độ của các chất này được nâng lên để chuẩn bị cho cơ thể chúng ta phản ứng với các kích thích nguy hiểm tiềm tàng. Đây là cách các phản ứng chiến đấu hoặc bay xuất hiện.

Hành động trên hệ thống miễn dịch

Căng thẳng đã được chứng minh là ảnh hưởng đến hệ thống miễn dịch, được trung gian chủ yếu bởi adrenaline và norepinephrine. Khi chúng ta tiếp xúc với căng thẳng, tuyến thượng thận tiết ra adrenaline, trong khi hệ thần kinh tiết ra norepinephrine. Điều này kích hoạt các cơ quan liên quan đến hệ thống miễn dịch.

Sự gia tăng catecholamine kéo dài sẽ tạo ra căng thẳng mãn tính và làm suy yếu hệ thống miễn dịch.

Phân tích catecholamine trong nước tiểu và máu

Cơ thể phân hủy catecholamine và bài tiết chúng qua nước tiểu. Do đó, thông qua phân tích nước tiểu, có thể quan sát được lượng catecholamine được tiết ra trong khoảng thời gian 24 giờ. Xét nghiệm này cũng có thể được thực hiện thông qua xét nghiệm máu.

Xét nghiệm này thường được thực hiện để chẩn đoán các khối u trong tuyến thượng thận (pheochromocytoma). Một khối u ở khu vực này sẽ khiến quá nhiều catecholamine được giải phóng. Điều gì sẽ được phản ánh trong các triệu chứng như tăng huyết áp, đổ mồ hôi nhiều, đau đầu, nhịp tim nhanh và run.

Mức độ cao của catecholamine trong nước tiểu cũng có thể biểu hiện bất kỳ loại căng thẳng quá mức nào, chẳng hạn như nhiễm trùng khắp cơ thể, phẫu thuật hoặc chấn thương.

Mặc dù những mức này có thể bị thay đổi nếu họ đã dùng thuốc điều trị huyết áp, thuốc chống trầm cảm, ma túy hoặc caffeine. Ngoài ra, lạnh có thể làm tăng nồng độ catecholamine trong phân tích.

Tuy nhiên, giá trị thấp có thể cho thấy bệnh tiểu đường hoặc những thay đổi trong hoạt động của hệ thần kinh.

Người giới thiệu

1. Brandan, NC, Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, DAN, & Rodríguez, AN (2010). Hormon Catecholamine tuyến thượng thận. Chủ nhiệm Khoa Hóa sinh Y học. .
2. Catecholamine. (sf). Được lấy vào ngày 2 tháng 1 năm 2017, từ Wikipedia.org.
3. Catecholamine. (21 của 12 năm 2009). Lấy từ Encyclopædia Britannica.
4. Catecholamine trong máu. (sf). Truy cập ngày 2 tháng 1 năm 2017, từ WebMD.
5. Catecholamine trong nước tiểu. (sf). Truy cập ngày 2 tháng 1 năm 2017, từ WebMD.
6. Carlson, NR (2006). Sinh lý học của hành vi Số 8 Ed. Madrid: Pearson. trang: 117-120.
7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Căng thẳng và hệ thống miễn dịch. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.