CATECOLAMINE: SINTESI, RILASCIO E FUNZIONI - NEUROPSICOLOGIA - 2024

Le catecolamine o aminohormonas sono sostanze che contengono nella loro struttura un gruppo catecolico e una catena laterale con un gruppo amminico. Possono funzionare nel nostro corpo come ormoni o come neurotrasmettitori.

Le catecolamine sono una classe di monoammine sintetizzate dalla tirosina. I principali sono la dopamina, l'adrenalina e la norepinefrina. Sono costituiti da neurotrasmettitori molto importanti nel nostro corpo e hanno molteplici funzioni; partecipano sia ai meccanismi neurali che endocrini.

Struttura molecolare della norepinefrina (noradrenalina), della famiglia delle catecolamine.

Alcune delle funzioni del sistema nervoso centrale che controllano sono movimento, cognizione, emozioni, apprendimento e memoria. Svolgono anche un ruolo fondamentale nelle risposte allo stress. In questo modo, il rilascio di queste sostanze aumenta quando si sperimenta stress fisico o emotivo. A livello cellulare, queste sostanze modulano l'attività neuronale aprendo o chiudendo i canali ionici a seconda dei recettori coinvolti.

I livelli di catecolamine possono essere visti attraverso esami del sangue e delle urine. In effetti, le catecolamine sono legate a circa il 50% delle proteine ​​nel sangue.

Le alterazioni nella neurotrasmissione delle catecolamine sembrano spiegare alcuni disturbi neurologici e neuropsichiatrici. Ad esempio, la depressione è associata a bassi livelli di queste sostanze, a differenza dell'ansia. D'altra parte, la dopamina sembra svolgere un ruolo essenziale in malattie come il Parkinson e la schizofrenia.

Biosintesi delle catecolamine

Le catecolamine derivano dalla tirosina, un amminoacido che costituisce le proteine. Può essere derivato direttamente dalla dieta (come fonte esogena) o sintetizzato nel fegato dalla fenilalanina (come fonte endogena).

fenilalanina

La fenilalanina è un amminoacido essenziale per l'uomo. Si ottiene attraverso la dieta, sebbene siano presenti anche in alcune sostanze psicoattive.

Per avere livelli adeguati di catecolamine, è importante consumare cibi ricchi di fenilalanina, come carne rossa, uova, pesce, latticini, ceci, lenticchie, noci, ecc.

tirosina

Struttura chimica dell'amminoacido Tirosina (Fonte: Clavecin tramite Wikimedia Commons)

Per quanto riguarda la tirosina, si trova nel formaggio. Perché si formino le catecolamine, la tirosina deve essere sintetizzata da un ormone chiamato tirosina idrossilasi. Una volta idrossilato, si ottiene L-DOPA (L-3,4-diidrossifenilalanina).

Dopamina e noradrenalina

Quindi DOPA passa attraverso un processo di decarbossilazione attraverso l'enzima DOPA decarbossilasi, producendo dopamina.

Molecola 2D di dopamina.

Dalla dopamina, e grazie alla dopamina beta-idrossilata, si ottiene la norepinefrina (detta anche norepinefrina).

Molecola di noradrenalina

Adrenalina

L'adrenalina è prodotta nel midollo delle ghiandole surrenali, che si trovano sopra i reni. Nasce dalla noradrenalina. L'adrenalina si verifica quando la noradrenalina è sintetizzata dall'enzima feniletanolamina N-metiltransferasi (PNMT). Questo enzima si trova solo nelle cellule del midollo surrenale.

Struttura dell'adrenalina

D'altra parte, l'inibizione della sintesi delle catecolamine è prodotta dall'azione dell'AMPT (alfa metil-p-tirosina). Questo è responsabile dell'inibizione dell'enzima tirosina idrossilasi.

Dove vengono prodotte le catecolamine?

Le principali catecolamine hanno origine nelle ghiandole surrenali, in particolare nel midollo surrenale di queste ghiandole. Sono prodotti grazie a cellule chiamate cromaffine: in questo luogo viene secreta l'adrenalina nell'80% e la noradrenalina nel restante 20%.

Queste due sostanze agiscono come ormoni simpaticomimetici. Cioè, simulano gli effetti dell'iperattività sul sistema nervoso simpatico. Pertanto, quando queste sostanze vengono rilasciate nel flusso sanguigno, si verifica un aumento della pressione sanguigna, una maggiore contrazione muscolare e un aumento dei livelli di glucosio. Così come l'accelerazione del battito cardiaco e della respirazione.

Per questo motivo, le catecolamine sono essenziali per prepararsi alle risposte di stress, lotta o fuga.

Norepinefrina o norepinefrina

La noradrenalina o noradrenalina è sintetizzata e immagazzinata nelle fibre postgangliari dei nervi simpatici periferici. Questa sostanza viene prodotta anche nelle cellule del locus coeruleus, in un gruppo cellulare chiamato A6.

Questi neuroni proiettano all'ippocampo, all'amigdala, al talamo e alla corteccia; che costituisce la via dorsale norepinefrineale. Questo percorso sembra essere coinvolto in funzioni cognitive come l'attenzione e la memoria.

La via ventrale, che si collega con l'ipotalamo, sembra partecipare alle funzioni vegetative, neuroendocrine e autonome.

La dopamina

D'altra parte, la dopamina può anche derivare dal midollo surrenale e dai nervi simpatici periferici. Tuttavia, funziona principalmente come neurotrasmettitore nel sistema nervoso centrale. In questo modo, si verifica principalmente in due aree del tronco cerebrale: la substantia nigra e l'area tegmentale ventrale.

Nello specifico, i principali gruppi di cellule dopaminergiche si trovano nella regione ventrale del mesencefalo, un'area chiamata "gruppo di cellule A9". Questa zona include la sostanza nera. Si trovano anche nel gruppo cellulare A10 (area tegmentale ventrale).

I neuroni A9 proiettano le loro fibre al nucleo caudato e al putamen, formando la via nigrostriatale. Questo è essenziale per il controllo del motore.

Mentre i neuroni della zona A10 passano attraverso il nucleo dell'accumbens, dell'amigdala e della corteccia prefrontale, formando la via mesocorticolimbica. Questo è essenziale nella motivazione, nelle emozioni e nella formazione dei ricordi.

Inoltre, c'è un altro gruppo di cellule dopaminergiche in una parte dell'ipotalamo, che si collega con la ghiandola pituitaria per esercitare funzioni ormonali.

Ci sono anche altri nuclei nell'area del tronco encefalico associati all'adrenalina, come l'area postmas e il tratto solitario. Tuttavia, affinché l'adrenalina venga rilasciata nel sangue, è necessaria la presenza di un altro neurotrasmettitore, l'acetilcolina.

pubblicazione

Affinché avvenga il rilascio di catecolamine, è necessario il rilascio preventivo di acetilcolina. Questo rilascio può verificarsi, ad esempio, quando rileviamo un pericolo. L'acetilcolina innerva il midollo surrenale e produce una serie di eventi cellulari.

Struttura molecolare dell'acetilcolina

Il risultato è la secrezione di catecolamine nello spazio extracellulare mediante un processo chiamato esocitosi.

Come agiscono nel corpo?

Esistono una serie di recettori distribuiti in tutto il corpo chiamati recettori adrenergici. Questi recettori sono attivati ​​dalle catecolamine e sono responsabili di un'ampia varietà di funzioni.

Di solito quando la dopamina, l'adrenalina o la norepinefrina si legano a questi recettori; c'è una reazione di lotta o fuga. Pertanto, la frequenza cardiaca aumenta, la tensione muscolare aumenta e le pupille si dilatano. Influenzano anche il sistema gastrointestinale.

È importante notare che le catecolamine ematiche rilasciate dal midollo surrenale esercitano i loro effetti sui tessuti periferici, ma non sul cervello. Questo perché il sistema nervoso è separato dalla barriera emato-encefalica.

Esistono anche recettori specifici per la dopamina, che sono di 5 tipi. Questi si trovano nel sistema nervoso, specialmente nell'ippocampo, nel nucleo accumbens, nella corteccia cerebrale, nell'amigdala e nella substantia nigra.

Caratteristiche

Le catecolamine possono modulare funzioni molto diverse del corpo. Come accennato in precedenza, possono circolare nel sangue o avere effetti diversi nel cervello (come neurotrasmettitori).

Successivamente, sarai in grado di conoscere le funzioni a cui partecipano le catecolamine:

Funzioni cardiache

Attraverso un aumento dei livelli di adrenalina (principalmente), c'è un aumento della forza contrattile del cuore. Inoltre, la frequenza del battito cardiaco aumenta. Ciò provoca un aumento della fornitura di ossigeno.

Funzioni vascolari

Generalmente, un aumento delle catecolamine provoca una vasocostrizione, cioè una contrazione dei vasi sanguigni. La conseguenza è un aumento della pressione sanguigna.

Funzioni gastrointestinali

L'adrenalina sembra ridurre la motilità e le secrezioni gastriche e intestinali. Così come la contrazione degli sfinteri. I recettori adrenergici coinvolti in queste funzioni sono a1, a2 e b2.

Funzioni urinarie

L'adrenalina rilassa il muscolo detrusore della vescica (quindi è possibile immagazzinare più urina). Allo stesso tempo, contrae il trigono e lo sfintere per consentire la ritenzione urinaria.

Tuttavia, dosi moderate di dopamina aumentano il flusso sanguigno ai reni, esercitando un effetto diuretico.

Funzioni oculari

L'aumento delle catecolamine provoca anche una dilatazione delle pupille (midriasi). Oltre a una diminuzione della pressione intraoculare.

Funzioni respiratorie

Le catecolamine sembrano aumentare la frequenza respiratoria. Inoltre, ha potenti effetti rilassanti bronchiali. Pertanto, riduce le secrezioni bronchiali, esercitando un'azione broncodilatatrice.

Funzioni nel sistema nervoso centrale

Nel sistema nervoso, la noradrenalina e la dopamina aumentano la vigilanza, l'attenzione, la concentrazione e l'elaborazione degli stimoli.

Ci fa reagire più velocemente agli stimoli e ci fa imparare e ricordare meglio. Inoltre mediano sentimenti di piacere e ricompensa. Tuttavia, livelli elevati di queste sostanze sono stati associati a problemi di ansia.

Mentre bassi livelli di dopamina sembrano influenzare la comparsa di disturbi dell'attenzione, difficoltà di apprendimento e depressione.

Funzioni motorie

La dopamina è la principale catecolamina coinvolta nella mediazione del controllo dei movimenti. Le aree responsabili sono la substantia nigra e i gangli della base (soprattutto il nucleo caudato).

Infatti, l'assenza di dopamina nei gangli della base ha dimostrato di essere l'origine del morbo di Parkinson.

Fatica

Le catecolamine sono molto importanti nella regolazione dello stress. I livelli di queste sostanze vengono aumentati per preparare il nostro corpo a reagire a stimoli potenzialmente pericolosi. Ecco come appaiono le risposte di lotta o fuga.

Azioni sul sistema immunitario

È stato dimostrato che lo stress influenza il sistema immunitario, essendo mediato principalmente dall'adrenalina e dalla norepinefrina. Quando siamo esposti a stress, la ghiandola surrenale rilascia adrenalina, mentre il sistema nervoso secerne norepinefrina. Questo innerva gli organi coinvolti nel sistema immunitario.

Un aumento molto prolungato delle catecolamine produce stress cronico e indebolimento del sistema immunitario.

Analisi delle catecolamine nelle urine e nel sangue

Il corpo scompone le catecolamine e le espelle nelle urine. Pertanto, attraverso un'analisi delle urine, è possibile osservare la quantità di catecolamine secrete in un periodo di 24 ore. Questo test può essere eseguito anche attraverso un esame del sangue.

Questo test viene solitamente eseguito per diagnosticare i tumori nelle ghiandole surrenali (feocromocitoma). Un tumore in quest'area provocherebbe il rilascio di troppe catecolamine. Cosa si rifletterebbe in sintomi come ipertensione, sudorazione eccessiva, mal di testa, tachicardia e tremori.

Alti livelli di catecolamine nelle urine possono anche manifestare qualsiasi tipo di stress eccessivo, come infezioni in tutto il corpo, interventi chirurgici o lesioni traumatiche.

Sebbene questi livelli possano essere alterati se hanno assunto farmaci per la pressione sanguigna, antidepressivi, droghe o caffeina. Inoltre, il freddo può aumentare i livelli di catecolamine nell'analisi.

Tuttavia, valori bassi possono indicare diabete o alterazioni dell'attività del sistema nervoso.

Riferimenti

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