Vispārība
Dopamīns ir svarīgs kateholamīnu saimes neirotransmiters, un tam ir kontroles funkcija: kustība, tā saucamā darba atmiņa, baudas sajūta, atlīdzība, prolaktīna ražošana, miega regulēšanas mehānismi, dažas kognitīvās spējas un uzmanības ilgums.
Dopamīnerģiskā zona ietver vairākas smadzeņu vietas, ieskaitot pars compacta no substantia nigra un vidējā smadzeņu ventrālā tegmentālā zona.
Nenormāls dopamīna līmenis ir atbildīgs par vairākiem patoloģiskiem stāvokļiem. Viens no šiem patoloģiskajiem stāvokļiem ir plaši pazīstamā Parkinsona slimība.
Kas ir dopamīns?
Dopamīns ir organiska molekula, kas pieder kateholamīnu saimei, kurai ir svarīga neirotransmitera loma cilvēku un citu dzīvnieku smadzenēs.
Dopamīns ir arī prekursoru molekula, no kuras šūnas, izmantojot īpašus procesus, iegūst divus citus kateholamīnu grupas neirotransmiterus: norepinefrīnu (vai noradrenalīnu) un epinefrīnu (vai adrenalīnu).
KAS IR NEIROTRANSMITTERS?
Neirotransmiteri ir ķīmiskas vielas, kas ļauj nervu sistēmas šūnām, tā sauktajiem neironiem, savstarpēji sazināties.
Neironos neirotransmiteri atrodas mazu vezikulu iekšpusē; pūslīši ir salīdzināmi ar maisiņiem, ko norobežo dubults fosfolipīdu slānis, kas ir ļoti līdzīgs veselīgas eikariotu šūnas citoplazmas membrānai.
Pūslīšu iekšpusē neirotransmiteri paliek it kā inerti, līdz nervu impulss nonāk neironos, kuros tie atrodas.
Nervu impulsi faktiski stimulē pūslīšu izdalīšanos no neironiem, kas tos satur.
Atbrīvojoties no pūslīšiem, neirotransmiteri izplūst no nervu šūnām, aizņem tā saukto sinaptisko telpu (kas ir īpaša telpa starp diviem ļoti tuviem neironiem) un mijiedarbojas ar blakus esošajiem neironiem, precīzāk sakot, ar šūnu membrānu receptoriem. iepriekš minētie neironi. Neirotransmiteru mijiedarbība ar neironiem, kas atrodas tiešā tuvumā, pārveido sākotnējo nervu impulsu par ļoti specifisku šūnu reakciju, kas ir atkarīga no neirotransmitera veida un receptoru veida, kas atrodas iesaistītajos neironos.
Vienkāršāk sakot, neirotransmiteri ir ķīmiskie kurjeri, kas izdala nervu impulsus, lai izraisītu noteiktu šūnu mehānismu.
Papildus dopamīnam un tā atvasinājumiem, norepinefrīnam un epinefrīnam citi svarīgi cilvēka neirotransmiteri ir: glicīns, serotonīns, melatonīns, gamma-aminosviestskābe (GABA) un vazopresīns.
DOPAMĪNA ĶĪMISKAIS NOSAUKUMS
Dopamīna ķīmiskais nosaukums ir 4- (2-aminoetil) benzola-1,2-diols.
DOPAMINAS VĒSTURE
Interesanti, ka dopamīns ir neirotransmiters, ko pētnieki vispirms sintezēja laboratorijā un pēc tam atrada cilvēka smadzeņu audos.
1910. gadā dopamīna laboratorijas sintēzes nopelns pieder Džordžam Bārgeram un Džeimsam Evenam, diviem uzņēmuma ķīmiķiem. laipni lūgti no Londonas.
Tomēr, lai atklātu, ka dopamīns ir dabiski smadzenēs esoša molekula, angļu pētniece Ketlīna Montagu 1957. gadā laboratorijās Runvelas slimnīca no Londonas.
Gadu pēc dopamīna atklāšanas smadzeņu audos, tad 1958. gadā Zviedrijas Nacionālā sirds institūta Ķīmiskās farmakoloģijas laboratoriju darbinieki zinātnieki Arvīds Karlsons un Nils-Ake Hilarps pirmo reizi identificēja un aprakstīja neirotransmiters, pārklāts ar dopamīnu.
Par šo svarīgo atklājumu un par to, ka dopamīns ir ne tikai norepinefrīna un epinefrīna priekštecis, Karlsons saņēma arī Nobela prēmiju fizioloģijā vai medicīnā.
KUR NOSAUKUMS DOPAMINE?
Zinātnieku aprindas pieņēma terminu "dopamīns", jo prekursoru molekula, no kuras Džordžs Bārgers un Džeimss Evenss sintezēja dopamīnu, bija tā sauktā L-DOPA.
Ķīmiskā struktūra
Kā minēts, dopamīns ir kateholamīns.
Kateholamīni ir organiskas molekulas, kurās benzola gredzens, kas savienots ar divām hidroksilgrupām OH, atkārtojas. Šī benzola gredzena kombinācijā ar divām OH hidroksilgrupām ir ķīmiskā formula C6H3 (OH) 2.
Dopamīna gadījumā šī viela sastāv no savienojuma starp benzola gredzenu ar divām kateholamīniem raksturīgajām hidroksilgrupām un etilamīna grupu.
Etilamīna grupa ir organisks savienojums, kurā piedalās divi oglekļa atomi un viens slāpeklis un kura ķīmiskā formula ir šāda: CH2-CH2-NH2.
Ņemot vērā iepriekš minētās divas ķīmiskās formulas, proti, benzola grupas, kurā ir divas OH grupas, un etilamīna grupas, galīgā dopamīna ķīmiskā formula ir: C6H3 (OH) 2-CH2-CH2-NH2.
Zemāk redzamie skaitļi parāda ģenēriskā kateholamīna, hidroksilgrupas, etilaminu grupas, dopamīna un L-DOPA ķīmisko struktūru.
Attēls: atšķirībā no dopamīna, L -DOPA ir karboksilgrupa, kas piesaistīta vienam no diviem etilamīna grupas oglekļa atomiem. Karboksilgrupa, kuras ķīmiskā formula ir COOH, ir oglekļa savienojuma ar skābekļa atomu rezultāts. hidroksilgrupa.
ĶĪMISKĀS ĪPAŠĪBAS
Tāpat kā daudzas molekulas, kas sastāv no etilamīna grupas, dopamīns ir organiska bāze.
Tas nozīmē, ka skābā vidē tas parasti ir protonētā veidā; savukārt pamata vidē tas parasti ir neprotonētā formā.
Kopsavilkums: kā un kur tas notiek?
Dabiskais dopamīna sintēzes (vai biosintēzes) ceļš ietver četrus pamata soļus un sākas ar aminoskābi L-fenilalanīnu.
Vienkāršā un shematiskā veidā dopamīna biosintēzi var apkopot šādi:
L-fenilalanīns, L-tirozīns, L-DOPA, dopamīns
L-fenilalanīna pārvēršana par L-tirozīnu un L-tirozīna pārvēršana par L-DOPA sastāv no divām hidroksilēšanas reakcijām. Ķīmijā hidroksilēšanas reakcija ir reakcija, kuras beigās molekula iegūst OH hidroksilgrupu.
Pirmā hidroksilēšanas reakcija, ti, L-fenilalanīns ⇒ L-tirozīns, notiek, pateicoties fermenta, kas pazīstams kā fenilalanīna hidroksilāze, iejaukšanās.
No otras puses, L-tirozīna un L-DOPA reakcija notiek, pateicoties fermenta, kas pazīstams kā tirozīna hidroksilāze, iejaukšanās.
Pēdējais solis, kas dod dopamīnu no L-DOPA, ir dekarboksilēšanas reakcija.
Ķīmiskajā jomā dekarboksilēšanas reakcija atbilst procesam, kura beigās šāda molekula zaudē vienu vai vairākas COOH karboksilgrupas.
Dekarboksilēšanas reakcijas, kas izraisa L-DOPA, nodrošināšana ir enzīms, ko sauc par L-aminoskābju dekarboksilāzi (vai DOPA dekarboksilāzi).
DOPAMĪNA SINTEZES SĒDEKLIS
Cilvēka organismā dopamīna biosintēzi galvenokārt veic tā sauktie dopamīnerģiskās zonas neironi un, mazākā mērā, virsnieru (vai virsnieru) medulārā daļa.
Dopamīnerģiskās zonas neironi jeb dopamīnerģiskie neironi ir nervu šūnas, kas atrodas:
- Substantia nigra, tieši t.s Pars compacta no substantia nigra. Tur substantia nigra (vai melnā viela) notiek vidus smadzenēs, kas ir viens no trim galvenajiem smadzeņu stumbra reģioniem.
Kaut arī smadzeņu stumbra daļa, substantia nigra darbojas telencefalona pamatnes (vai bazālo gangliju) kodolu vadībā; telencephalon ir smadzenes.
Saskaņā ar dažādiem zinātniskiem pētījumiem ,. pars compacta no substantia nigra tā ir galvenā dopamīna sintēzes vieta, kas atrodas cilvēka ķermenī. - Ventrālā tegmentālā zona. Arī vēdera dobuma tegmentālajā zonā, kas atrodas vidus smadzeņu līmenī, ir dopamīnerģiskie neironi, kuru paplašinājumi sasniedz dažādas nervu zonas, tostarp: kodolu, priekšējo garozu, amigdalu un hipokampu.
- Aizmugurējais hipotalāms. Aizmugurējā hipotalāma dopamīnerģisko neironu paplašinājumi sasniedz muguras smadzenes.
- Izliekts hipotalāma kodols un hipotalāma paraventrikulārais kodols. Šo divu zonu dopamīnerģiskajiem neironiem ir pagarinājumi, kas sasniedz hipofīzi.Šeit viņu uzdevums ir ietekmēt prolaktīna ražošanu.
- Neskaidra apakšstilba zona.
DEGRADĀCIJA
Dabiskais dopamīna sadalījums neaktīvos metabolītos var notikt divos dažādos veidos un ietver trīs fermentus:
- monoamīnoksidāze (vai MAO),
- katehola-O-metiltransferāze (COMT)
- aldehīda dehidrogenāze.
Abi dabiskā dopamīna sadalīšanās veidi noved pie vielas, kas pazīstama kā homovanilskābe (HVA), veidošanās.
Attēls: divi iespējamie dopamīna bioloģiskās noārdīšanās veidi. No: wikipedia.org
Funkcijas
Dopamīns veic daudzas funkcijas gan centrālās nervu sistēmas, gan perifērās nervu sistēmas līmenī.
Attiecībā uz centrālo nervu sistēmu dopamīns ir neirotransmiters, kas piedalās:
- Kustību vadība
- Hormona prolaktīna sekrēcijas mehānisms
- Atmiņas ietilpības pārbaude
- Atlīdzības un prieka mehānismi
- Uzmanības spēju kontrole
- Dažu uzvedības aspektu un dažu kognitīvo funkciju kontrole
- Miega mehānisms
- Garastāvokļa kontrole
- Mehānismi, kas ir mācīšanās pamatā
Kas attiecas uz perifēro nervu sistēmu, dopamīns darbojas:
- Kā vazodilatators
- Kā nātrija izdalīšanās stimulants caur urīnu
- Kā zarnu kustīgumu veicinošs faktors
- Kā faktors, kas samazina limfocītu aktivitāti
- Kā faktors, kas samazina insulīna sekrēciju Langerhansa salās (aizkuņģa dziedzera beta šūnas)
DOPAMINERĢISKIE UZŅĒMĒJI
Pēc nonākšanas sinaptiskajā telpā dopamīns iedarbojas, mijiedarbojoties ar tā sauktajiem dopamīnerģiskajiem receptoriem, kas atrodas uz dažādu nervu šūnu membrānas.
Zīdītājiem - tātad arī cilvēkiem - ir 5 dažādi dopamīnerģisko receptoru apakštipi.Šo 5 receptoru apakštipu nosaukumi ir ļoti vienkārši: D1, D2, D3, D4 un D5.
Dopamīna radītā reakcija ir atkarīga no dopamīna receptoru apakštipa, ar kuru pats dopamīns mijiedarbojas.
Citiem vārdiem sakot, dopamīna ietekme uz šūnām atšķiras atkarībā no mijiedarbībā iesaistītā dopamīna receptora.
Smadzenēs dopamīnerģisko receptoru izplatības blīvums dažādās smadzeņu zonās ir atšķirīgs. Citiem vārdiem sakot, katrai smadzeņu zonai ir savs dopamīnerģisko receptoru daudzums.
Biologi uzskata, ka šis atšķirīgais receptoru sadalījuma blīvums ir atkarīgs no funkcijām, kas jāaptver smadzeņu zonām.
DOPAMĪNA UN KUSTĪBA
Cilvēka motoriskās prasmes (kustību pareizība, kustību ātrums utt.) Ir atkarīgas no dopamīna, kas substantia nigra izdalās bazālo gangliju ietekmē.
Patiesībā, ja dopamīns izdalās no substantia nigra ir mazāks nekā parasti, kustības kļūst lēnākas un nesaskaņotas. Un otrādi, ja dopamīns ir kvantitatīvi augstāks nekā parasti, cilvēka ķermenis sāk veikt nevajadzīgas kustības, kas ir ļoti līdzīgas tikiem.
Tādējādi smalkais dopamīna izdalīšanās regulējums substantia nigra, cilvēkam ir svarīgi pareizi pārvietoties, veicot koordinētus žestus un pareizajā ātrumā.
DOPAMĪNA UN PROLAKTĪNA IZLAIDE
Dopamīns, kura izcelsme ir lokveida kodola un paraventrikulārā kodola dopamīnerģiskajos neironos, kavē hipofīzes laktotropu šūnu hormona prolaktīna sekrēciju.
Kā viegli saprast, dopamīna neesamība vai samazināta klātbūtne, kas nāk no iepriekš minētajiem rajoniem, nozīmē lielāku hipofīzes laktotropo šūnu aktivitāti, līdz ar to lielāku prolaktīna ražošanu.
Dopamīns, kas kavē prolaktīna sekrēciju, tiek nosaukts kā "prolaktīnu inhibējošs faktors" (PIF).
Lai uzzinātu, kāda ir prolaktīna iedarbība, lasītāji var noklikšķināt šeit.
DOPAMĪNS UN ATMIŅA
Vairāki zinātniski pētījumi ir parādījuši, ka adekvāts dopamīna līmenis prefrontālajā garozā uzlabo tā saukto darba atmiņu.
Darba atmiņa pēc definīcijas ir "sistēma pagaidu uzturēšanai un manipulācijām ar informāciju dažādu kognitīvo uzdevumu, piemēram, izpratnes," mācīšanās un spriešanas "izpildes laikā.
Ja dopamīna līmenis, kas rodas prefrontālajā garozā, samazinās vai palielinās, darba atmiņa sāk ciest.
DOPAMĪNS, PRIEKS UN ATLĪDZĪBA
Dopamīns ir baudas un atlīdzības starpnieks.
Faktiski, saskaņā ar uzticamiem pētījumiem, cilvēka smadzenes atbrīvo dopamīnu, kad tas “piedzīvo” apstākļus vai patīkamas darbības, piemēram, maltīti, kuras pamatā ir laba pārtika vai apmierinoša seksuāla darbība.
Atalgojuma un baudas mehānismos visvairāk iesaistītie dopamīnerģiskās zonas neironi ir kodola kodols un prefrontālais garozs.
DOPAMĪNS UN UZMANĪBU
Dopamīns, kura izcelsme ir prefrontālajā garozā, atbalsta uzmanības prasmes.
Interesanti pētījumi ir parādījuši, ka zema dopamīna koncentrācija prefrontālajā garozā bieži ir saistīta ar stāvokli, kas pazīstams kā uzmanības deficīta hiperaktivitātes traucējumi.
DOPAMĪNA UN KOGNITĪVĀS FUNKCIJAS
Saikne starp dopamīnu un kognitīvajām spējām ir acīmredzama visos saslimšanas apstākļos, kam raksturīga "prefrontālās garozas dopamīnerģisko neironu izmaiņas".
Faktiski iepriekšminētajos saslimšanas apstākļos līdzās iepriekš minētajām uzmanības un darba atmiņas spējām - arī neirokognitīvās funkcijas, spēja problēmu risināšana utt.
Patoloģijas
Dopamīnam ir galvenā loma vairākos veselības apstākļos, tostarp: Parkinsona slimībā, uzmanības deficīta hiperaktivitātes traucējumos (ADHD), šizofrēnijā / psihozē un atkarībā no noteiktām zālēm un medikamentiem.
Turklāt saskaņā ar dažiem zinātniskiem pētījumiem tā būtu atbildīga par sāpīgajām sajūtām, kas raksturīgas dažiem slimīgiem stāvokļiem (fibromialģija, nemierīgo kāju sindroms, degšanas mutes sindroms), un sliktu dūšu, kas saistīta ar vemšanu.
Narkotikas
Zāles
- Kokaīns
- Amfetamīni
- Metamfetamīns
- Ekstazī (MDMA)
- Ritalīns
- Psihostimulatori
Lai uzzinātu vairāk:
- Parkinsona slimība
- ADHD
- Šizofrēnija
Ziņkārības un cita informācija
Lai papildinātu līdz šim teikto, šeit ir papildu informācija par dopamīnu:
- Dopamīna pārvēršana par norepinefrīnu ir hidroksilēšanas reakcija, ko veic enzīms, kas pazīstams kā dopamīna beta-hidroksilāze.
No otras puses, dopamīna pārvēršana adrenalīnā ir reakcija, kas notiek fermenta, kas pazīstams kā feniletaanolamin-N-metiltransferāze, iejaukšanās dēļ. - Jaunākie pētījumi liecina, ka acs tīklenē ir arī daži dopamīnerģiski neironi.
Šo nervu šūnu īpatnība ir būt aktīvām gaismas stundās un klusēt tumsas stundās. - Dopamīnerģiskie receptori, kas visvairāk atrodas cilvēka nervu sistēmā, ir D1 receptori, kam drīz seko D2 receptori.
Salīdzinot ar D1 un D2 apakštipiem, D3, D4 un D5 receptori ir ievērojami zemākā līmenī. - Pēc ekspertu domām, narkotiku lietošana ir viens no apstākļiem, kas veicina prieka un atlīdzības dopamīna izdalīšanos.
Patiesībā šķiet, ka narkotiku, piemēram, kokaīna, lietošana izraisa dopamīna līmeņa paaugstināšanos, tāpat kā laba pārtika vai apmierinošas seksuālās aktivitātes. - Ārsti plāno ārstēšanu, pamatojoties uz dopamīna injekcijām, klātbūtnē: hipotensija, bradikardija, sirds mazspēja, sirdslēkme, sirds apstāšanās un nieru mazspēja.
- Katra cilvēka fizioloģiskā novecošanās sakrīt ar dopamīna līmeņa pazemināšanos nervu sistēmā.
Saskaņā ar dažiem zinātniskiem pētījumiem smadzeņu darbības samazināšanās, kas saistīta ar vecumu, daļēji ir saistīta ar šo dopamīna līmeņa pazemināšanos nervu sistēmā.
Skatīt arī: Dopamīna agonistu zāles
