Dopamin

Almindelighed

Dopamin er en vigtig neurotransmitter i catecholamin-familien med en kontrolfunktion på: bevægelse, den såkaldte arbejdshukommelse, fornemmelse af glæde, belønning, prolaktinproduktion, søvnreguleringsmekanismer, nogle kognitive evner og opmærksomhed.

I menneskekroppen skyldes produktionen af ​​dopamin hovedsageligt de såkaldte neuroner i det dopaminerge område og i mindre grad den medullære del af binyrerne (eller binyrerne).
Det dopaminerge område omfatter flere steder i hjernen, herunder pars compacta af substantia nigra og det ventrale tegmentale område af mellemhjernen.
Unormale dopaminniveauer er ansvarlige for flere patologiske tilstande. En af disse patologiske tilstande er den velkendte Parkinsons sygdom.

Hvad er dopamin?

Dopamin er et organisk molekyle, der tilhører catecholamin -familien, som spiller neurotransmitterens vigtige rolle i hjernen hos mennesker og andre dyr.
Dopamin er også forstadiemolekylet, hvorfra celler ved hjælp af specifikke processer stammer fra to andre neurotransmittere fra catecholamin -familien: noradrenalin (eller noradrenalin) og adrenalin (eller adrenalin).

HVAD ER NEUROTRANSMITTERE?

Neurotransmittere er kemikalier, der tillader celler i nervesystemet, såkaldte neuroner, at kommunikere med hinanden.
I neuroner bor neurotransmittere inde i små vesikler; vesiklerne kan sammenlignes med sække, afgrænset af et dobbelt lag af phospholipider, meget lig den i den cytoplasmatiske membran i en generisk sund eukaryot celle.
Inde i vesiklerne forbliver neurotransmitterne som det var inaktive, indtil der kommer en nerveimpuls til de neuroner, hvori de bor.
Nerveimpulserne stimulerer faktisk frigivelsen af ​​vesiklerne af de neuroner, der indeholder dem.
Med frigivelsen af ​​vesiklerne flygter neurotransmitterne fra nervecellerne, indtager det såkaldte synaptiske rum (som er et bestemt rum mellem to meget tætte neuroner) og interagerer med de tilstødende neuroner, for at være præcis med membranreceptorerne i førnævnte neuroner. Interaktionen mellem neurotransmitterne og neuronerne placeret i umiddelbar nærhed omdanner den indledende nerveimpuls til et meget specifikt cellulært respons, som afhænger af typen af ​​neurotransmitter og typen af ​​receptorer, der er til stede på de involverede neuroner.
I enklere ord er neurotransmittere kemiske budbringere, som nerveimpulser frigiver for at fremkalde en bestemt cellulær mekanisme.
Ud over dopamin og dets derivater, noradrenalin og adrenalin, er andre vigtige humane neurotransmittere: glycin, serotonin, melatonin, gamma-aminosmørsyre (GABA) og vasopressin.

KEMISK NAVN PÅ DOPAMIN

Det kemiske navn på dopamin er 4- (2-aminoethyl) benzen-1,2-diol.

DOPAMINAS HISTORIE

Mærkeligt nok er dopamin en neurotransmitter, som forskere først syntetiserede i laboratoriet og derefter fandt i humane hjernevæv.
Dateret 1910 går æren for laboratoriesyntesen af ​​dopamin til George Barger og James Ewens, to engelske kemikere i virksomheden. Velkommen fra London.
For at opdage, at dopamin er et molekyle, der naturligt findes i hjernen, var den engelske forsker Kathleen Montagu i 1957 på laboratorierne i Runwell Hospital fra London.
Et år efter opdagelsen af ​​dopamin i hjernevæv, derefter i 1958, identificerede og beskrev forskerne Arvid Carlsson og Nils-Ake Hillarp, ​​ansatte på Chemical Pharmacology Laboratories i National Heart Institute of Sweden, for første gang rollen som neurotransmitter, dækket med dopamin.
For dette vigtige fund og for at fastslå, at dopamin ikke kun er en forløber for noradrenalin og adrenalin, modtog Carlsson også Nobelprisen i fysiologi eller medicin.

HVOR KOMMER NAVNEN DOPAMIN FRA?

Det videnskabelige samfund vedtog udtrykket "dopamin", fordi forstadiemolekylet, hvorfra George Barger og James Ewens syntetiserede dopamin, var den såkaldte L-DOPA.

Kemisk struktur

Som nævnt er dopamin en catecholamin.
Catecholaminer er organiske molekyler, hvor tilstedeværelsen af ​​en benzenring forbundet med to hydroxylgrupper OH er tilbagevendende. Denne benzenring kombineret med to OH -hydroxylgrupper har den kemiske formel C6H3 (OH) 2.
I tilfælde af dopamin består dette stof i foreningen mellem benzenringen med de to hydroxylgrupper, typiske for catecholaminer, og en ethylamengruppe.
En ethylamengruppe er en organisk forbindelse, hvor to carbonatomer og et nitrogen deltager, og som har følgende kemiske formel: CH2-CH2-NH2.
I lyset af de to kemiske formler, der er rapporteret ovenfor, nemlig benzengruppen med de to OH-grupper og ethylamingruppen, er den endelige kemiske formel for dopamin: C6H3 (OH) 2-CH2-CH2-NH2.
Figurerne herunder viser den kemiske struktur af en generisk catecholamin, en hydroxylgruppe, en ethylamengruppe, dopamin og L-DOPA.

Figur: I modsætning til dopamin har L -DOPA en carboxylgruppe, der er bundet til et af de to carbonatomer i ethylamengruppen. En carboxylgruppe - hvis kemiske formel er COOH - er resultatet af foreningen af ​​et carbon med et oxygenatom og en hydroxylgruppe.

KEMISKE EGENSKABER

Ligesom mange molekyler, der består af en ethylamengruppe, er dopamin en organisk base.
Dette indebærer, at det i et surt miljø generelt er i en protoneret form; mens det i et grundlæggende miljø normalt er i en ikke-protoneret form.

Resumé: hvordan og hvor sker det?

Den naturlige syntese (eller biosyntese) vej for dopamin omfatter fire grundlæggende trin og begynder med aminosyren L-phenylalanin.
På en enkel og skematisk måde kan biosyntesen af ​​dopamin opsummeres som følger:

L-phenylalanin, L-tyrosin, L-DOPA, dopamin

Omdannelsen af ​​L-phenylalanin til L-tyrosin og omdannelsen af ​​L-tyrosin til L-DOPA består af to hydroxyleringsreaktioner. I kemi er en hydroxyleringsreaktion en reaktion, ved hvilken et molekyle får en OH -hydroxylgruppe.
Den første hydroxyleringsreaktion, dvs. L-phenylalanin ⇒ L-tyrosin, sker takket være intervention af et enzym kendt som phenylalaninhydroxylase.
L-tyrosin ⇒ L-DOPA-reaktionen finder på den anden side sted takket være intervention af et enzym kendt som tyrosinhydroxylase.
Det sidste trin, det der giver dopamin fra L-DOPA, er en decarboxyleringsreaktion.
På det kemiske område svarer en decarboxyleringsreaktion til en proces, ved hvilken et sådant molekyle mister en eller flere COOH -carboxylgrupper.
Tilvejebringelse af decarboxyleringsreaktionen, der giver anledning til L-DOPA, er et enzym kaldet L-aminosyredecarboxylase (eller DOPA-decarboxylase).

SÆDE AF DOPAMINENS SYNTESE

I menneskekroppen udføres biosyntesen af ​​dopamin hovedsageligt af de såkaldte neuroner i det dopaminerge område og i mindre grad af den medullære del af binyrerne (eller binyrerne).
Neuroner i det dopaminerge område eller dopaminerge neuroner er nerveceller placeret i:

• Substantia nigra, netop i det såkaldte Pars compacta af substantia nigra. Der substantia nigra (eller sort substans) finder sted i midthjernen, som er en af ​​de tre hovedregioner, der udgør hjernestammen.
  Selvom den er en del af hjernestammen, virker substantia nigra under vejledning af kernerne i basen (eller basale ganglier) i telencephalon; telencephalon er hjernen.
  Ifølge forskellige videnskabelige undersøgelser har pars compacta af substantia nigra det er det vigtigste sted for dopaminsyntese, der findes i menneskekroppen.
• Ventral tegmental område. Det ventrale tegmentale område er også placeret på niveau med mellemhjernen og har dopaminerge neuroner, hvis udvidelser når forskellige nervøse områder, herunder: nucleus accumbens, præfrontal cortex, amygdala og hippocampus.
• Posterior hypothalamus. Udvidelserne af de dopaminerge neuroner i den bageste hypothalamus når rygmarven.
• Bogformet kerne i hypothalamus og paraventrikulær kerne i hypothalamus. De dopaminerge neuroner i disse to områder har forlængelser, der når hypofysen, her har de til opgave at påvirke produktionen af ​​prolaktin.
• Usikkert område af subthalamus.

NEDBRYDNING

Den naturlige nedbrydning af dopamin til inaktive metabolitter kan forekomme på to forskellige måder og involverer tre enzymer:

• monoaminoxidase (eller MAO),
• catechol-O-methyltransferase (COMT)
• aldehyddehydrogenasen.
  

Begge måder for naturlig nedbrydning af dopamin fører til dannelsen af ​​et stof kendt som homovanylsyre (HVA).

Figur: de to mulige måder til biologisk nedbrydning af dopamin. Fra: wikipedia.org

Funktioner

Dopamin udfører mange funktioner, både på niveauet i centralnervesystemet og på niveauet af det perifere nervesystem.
Med hensyn til centralnervesystemet er dopamin en neurotransmitter, der deltager i:

• Bevægelseskontrol
• Sekretionsmekanismen for hormonet prolactin
• Kontrol af hukommelseskapacitet
• Mekanismerne for belønning og fornøjelse
• Kontrol af opmærksomhedsevner
• Kontrol af nogle aspekter af adfærd og nogle kognitive funktioner
• Søvnens mekanisme
• Humørkontrol
• Mekanismerne bag læring

Hvad angår det perifere nervesystem, virker dopamin:

• Som vasodilatator
• Som et stimulerende middel til udskillelse af natrium gennem urinen
• Som en faktor, der fremmer tarmmotilitet
• Som en faktor, der reducerer lymfocytaktivitet
• Som en faktor, der reducerer insulinsekretion fra øerne i Langerhans (betaceller i bugspytkirtlen)

DOPAMINERGISKE MODTAGERE

Efter frigivelse i det synaptiske rum udøver dopamin sine virkninger ved at interagere med de såkaldte dopaminerge receptorer, der er til stede på membranen i forskellige nerveceller.
Hos pattedyr - derfor også hos mennesker - findes der 5 forskellige undertyper af dopaminerge receptorer Navnene på disse 5 receptorsubtyper er meget enkle: D1, D2, D3, D4 og D5.
Svaret produceret af dopamin afhænger af dopaminreceptorsubtypen, som dopaminen selv interagerer med.
Med andre ord varierer de cellulære virkninger af dopamin afhængigt af dopaminreceptoren, der er involveret i interaktionen.

I hjernen varierer distributionstætheden af ​​dopaminerge receptorer fra hjerneområde til hjerneområde. Med andre ord har hvert område i hjernen sin egen mængde dopaminerge receptorer.
Biologer mener, at denne forskellige tæthed af receptordistribution afhænger af de funktioner, hjerneområderne skal dække.

DOPAMINA OG BEVÆGELSE

Menneskets motoriske færdigheder (bevægelsens korrekthed, bevægelseshastighed osv.) Afhænger af dopamin, som substantia nigra frigiver under virkningen af ​​de basale ganglier.
Faktisk hvis dopamin frigives fra substantia nigra er mindre end normalt, bliver bevægelserne langsommere og ukoordinerede. Omvendt, hvis dopamin er kvantitativt højere end normalt, begynder menneskekroppen at udføre unødvendige bevægelser, meget lig tics.
Derfor er den fine regulering af dopaminfrigivelse ved substantia nigra, er det vigtigt for mennesket at bevæge sig korrekt, udføre koordinerede bevægelser og med den rigtige hastighed.

DOPAMIN- OG PROLACTINFRIGIVELSE

Dopamin med oprindelse i de dopaminerge neuroner i den buede kerne og den paraventrikulære kerne hæmmer udskillelsen af ​​hormonet prolactin af laktotropcellerne i hypofysen.
Da det er let at forstå, indebærer fravær eller reduceret tilstedeværelse af dopamin fra de førnævnte distrikter en større aktivitet af hypofyse -lactotropiske celler, derfor en større produktion af prolactin.
Dopamin, der hæmmer prolaktinsekretion, tager det alternative navn "prolactinhæmmende faktor" (PIF).
For at finde ud af, hvad virkningerne af prolactin er, kan læsere klikke her.

DOPAMIN OG HUKOMMELSE

Flere videnskabelige undersøgelser har vist, at tilstrækkelige niveauer af dopamin i præfrontal cortex forbedrer den såkaldte arbejdshukommelse.
Per definition er arbejdshukommelsen "et system til midlertidig vedligeholdelse og manipulation af information under udførelsen af ​​forskellige kognitive opgaver, såsom forståelse," læring og ræsonnement ".
Hvis dopaminniveauer med oprindelse i præfrontal cortex falder eller stiger, begynder arbejdshukommelsen at lide.

DOPAMIN, FORNØJELSE OG BELønNING

Dopamin er en fornøjelses- og belønningsmægler.
Ifølge pålidelige undersøgelser frigiver menneskets hjerne faktisk dopamin, når det "oplever" omstændigheder eller behagelige aktiviteter, såsom et måltid baseret på god mad eller en tilfredsstillende seksuel aktivitet.
Neuronerne i det dopaminerge område, der er mest involveret i belønnings- og fornøjelsesmekanismer, er de fra nucleus accumbens og den præfrontale cortex.

DOPAMIN OG OPMÆRKNING

Dopamin med oprindelse i præfrontal cortex understøtter opmærksomhedsevner.
Interessant forskning har vist, at lave dopaminkoncentrationer i præfrontal cortex ofte er forbundet med en tilstand kendt som opmærksomhedsunderskud hyperaktivitetsforstyrrelse.

DOPAMIN OG KOGNITIVE FUNKTIONER

Forbindelsen mellem dopamin og kognitive evner er tydelig i alle sygelige tilstande præget af en "ændring af de dopaminerge neuroner i præfrontal cortex.
Faktisk er de ovennævnte morbide tilstande ud over de førnævnte opmærksomheds- og arbejdshukommelser - også de neurokognitive funktioner, evnen til at problemløsning etc.

Patologier

Dopamin spiller en central rolle i flere medicinske tilstande, herunder: Parkinsons sygdom, hyperaktivitetsforstyrrelse (ADHD), skizofreni / psykose og afhængighed af visse lægemidler og medicin.
Desuden ville det ifølge nogle videnskabelige undersøgelser være ansvarligt for de smertefulde fornemmelser, der kendetegner nogle sygelige tilstande (fibromyalgi, rastløse bensyndrom, brændende mundsyndrom) og kvalme forbundet med opkastning.

Dopamin og afhængighed

Narkotika

Lægemidler

• Kokain
• Amfetamin
• Metamfetamin
• Ecstasy (MDMA)

• Ritalin
• Psykostimulerende midler

For at vide mere:

• Parkinsons sygdom
• ADHD
• Skizofreni

Nysgerrigheder og andre oplysninger

For at supplere det, der er blevet sagt indtil nu, er der nogle yderligere oplysninger om dopamin:

• Omdannelsen af ​​dopamin til noradrenalin er en hydroxyleringsreaktion, som udføres af enzymet kendt som dopamin beta-hydroxylase.
  Omdannelse af dopamin til adrenalin er derimod en reaktion, der finder sted på grund af intervention af enzymet kendt som phenylethanolamin N-methyltransferase.
• Nylige undersøgelser har vist, at okulær nethinden også er vært for nogle dopaminerge neuroner.
  Disse nerveceller har den særlige karakter, at de er aktive i løbet af lystimerne og bliver dæmpet i mørketimerne.
• De dopaminerge receptorer, der er mest til stede i det menneskelige nervesystem, er D1 -receptorer, efterfulgt kort efter af D2 -receptorerne.
  Sammenlignet med D1- og D2 -undertyperne er D3-, D4- og D5 -receptorerne til stede på betydeligt lavere niveauer.
• Ifølge eksperter er stofmisbrug blandt omstændighederne, der favoriserer frigivelsen af ​​dopamin af glæde og belønning.
  Faktisk ser det ud til, at indtagelse af stoffer, såsom kokain, fører til en stigning i dopaminniveauer, ligesom god mad eller tilfredsstillende seksuel aktivitet.
• Læger planlægger en behandling baseret på dopamininjektioner i nærvær af: hypotension, bradykardi, hjertesvigt, hjerteanfald, hjertestop og nyresvigt.
• Den fysiologiske aldring, som ethvert menneske er udsat for, falder sammen med et fald i dopaminniveauet i nervesystemet.
  Ifølge nogle videnskabelige undersøgelser skyldes det aldersrelaterede fald i hjernefunktionen til dels dette fald i dopaminniveauet i nervesystemet.

Se også: Dopamin Agonist Drugs