DOPAMINA: FUNZIONE, MECCANISMO D'AZIONE, SINTESI - NEUROPSICOLOGIA - 2024

La dopamina è un neurotrasmettitore prodotto da un'ampia varietà di animali, inclusi gli esseri vertebrati e gli invertebrati. È il neurotrasmettitore più importante del sistema nervoso centrale dei mammiferi e partecipa alla regolazione di varie funzioni come il comportamento motorio, l'umore e l'affettività.

Viene generato nel sistema nervoso centrale, cioè nel cervello degli animali, e fa parte delle sostanze note come catecolamine. Le catecolamine sono un gruppo di neurotrasmettitori che vengono rilasciati nel flusso sanguigno e comprendono tre sostanze principali: adrenalina, norepinefrina e dopamina.

Molecola 3D di dopamina.

Queste tre sostanze sono sintetizzate dall'amminoacido tirosina e possono essere prodotte nelle ghiandole surrenali (strutture dei reni) o nelle terminazioni nervose dei neuroni.

La dopamina viene generata in più parti del cervello, soprattutto nella substantia nigra, e svolge funzioni di neurotrasmissione nel sistema nervoso centrale, attivando i cinque tipi di recettori della dopamina: D1, D2, D3, D4 e D5.

In ogni regione del cervello, la dopamina è responsabile dello svolgimento di una serie di funzioni diverse.

I più importanti sono: movimenti motori, regolazione della secrezione di prolattina, attivazione del sistema del piacere, partecipazione alla regolazione del sonno e dell'umore e attivazione dei processi cognitivi.

Il sistema dopaminergico

Nel cervello ci sono migliaia di neuroni dopaminergici, cioè sostanze chimiche dopaminergiche. Il fatto che questo neurotrasmettitore sia così abbondante e così distribuito tra più regioni neuronali ha portato alla comparsa di sistemi dopaminergici.

Questi sistemi danno nomi alle diverse connessioni della dopamina nelle diverse aree del cervello, nonché alle attività e alle funzioni che ciascuna di esse svolge.

In questo modo, la dopamina e le sue proiezioni possono essere raggruppate in 3 sistemi principali.

Sistemi ultracorti

Forma due gruppi di principali neuroni dopaminergici: quelli del bulbo olfattivo e quelli degli strati plessiformi della retina.

La funzione di questi primi due gruppi di dopamina sono principalmente responsabili delle funzioni percettive, sia visive che olfattive.

Sistema di lunghezza intermedia

Includono le cellule della dopamina che iniziano nell'ipotalamo (una regione interna del cervello) e terminano nel nucleo medio dell'ipofisi (una ghiandola endocrina che secerne gli ormoni responsabili della regolazione dell'omeostasi).

Questo secondo gruppo di dopamina è principalmente caratterizzato dalla regolazione dei meccanismi motori e dei processi interni del corpo come la temperatura, il sonno e l'equilibrio.

Sistemi lunghi

Quest'ultimo gruppo include i neuroni nell'area tagmentale ventrale (una regione del cervello situata nel mesencefalo), che inviano proiezioni a tre regioni neuronali principali: il neostriato (i nuclei caudato e putamen), la corteccia limbica e altre strutture limbiche.

Queste cellule dopaminergiche sono responsabili dei processi mentali superiori come cognizione, memoria, ricompensa o umore.

Come possiamo vedere, la dopamina è una sostanza che può essere trovata praticamente in qualsiasi regione del cervello e che svolge un numero infinito di attività e funzioni mentali.

Per questo motivo, il corretto funzionamento della dopamina è di vitale importanza per il benessere delle persone e sono molte le alterazioni che sono state legate a questa sostanza.

Tuttavia, prima di iniziare a rivedere in dettaglio le azioni e le implicazioni di questa sostanza, approfondiremo un po 'il suo funzionamento e le sue caratteristiche.

Sintesi della dopamina

La dopamina è una sostanza endogena al cervello e come tale è prodotta naturalmente dall'organismo. La sintesi di questo neurotrasmettitore avviene nelle terminazioni nervose dopaminergiche dove si trovano in alta concentrazione degli enzimi responsabili.

Questi enzimi che promuovono la produzione di serotonina sono la tirosina idrossilasi (TH) e la decarbossilasi degli amminoacidi aromatici (L-DOPA). Pertanto, il funzionamento di questi due enzimi cerebrali è il fattore principale che predice la produzione di dopamina.

L'enzima L-DOPA richiede la presenza dell'enzima TH per svilupparsi e aggiungersi a quest'ultimo per produrre dopamina. Inoltre, la presenza di ferro è necessaria anche per il corretto sviluppo del neurotrasmettitore.

Pertanto, affinché la dopamina sia generata e distribuita normalmente attraverso diverse regioni del cervello, è necessaria la partecipazione di diverse sostanze, enzimi e peptidi nel corpo.

Meccanismo di azione

La generazione di dopamina che abbiamo spiegato sopra non spiega il funzionamento di questa sostanza, ma semplicemente il suo aspetto.

Dopo la generazione della dopamina, i neuroni dopaminergici iniziano ad apparire nel cervello, ma questi devono iniziare a funzionare per svolgere le loro attività.

Come ogni sostanza chimica, per funzionare la dopamina deve comunicare tra loro, cioè deve essere trasportata da un neurone all'altro. Altrimenti la sostanza rimarrebbe sempre ferma e non svolgerebbe alcuna attività cerebrale né effettuerebbe la necessaria stimolazione neuronale.

Affinché la dopamina possa essere trasportata da un neurone all'altro, è necessaria la presenza di recettori specifici, i recettori della dopamina.

I recettori sono definiti come molecole o disposizioni molecolari che possono riconoscere selettivamente un ligando ed essere attivati ​​dal ligando stesso.

I recettori della dopamina sono in grado di distinguere la dopamina da altri tipi di neurotrasmettitori e rispondere solo ad essa.

Quando la dopamina viene rilasciata da un neurone, rimane nello spazio intersinaptico (lo spazio tra i neuroni) fino a quando un recettore della dopamina lo raccoglie e lo introduce in un altro neurone.

Tipi di recettori della dopamina

Esistono diversi tipi di recettori della dopamina, ognuno di essi ha caratteristiche e una funzione specifica.

Nello specifico, si possono distinguere 5 tipi principali: recettori D1, recettori D5, recettori D2, recettori D3 e recettori D4.

I recettori D1 sono i più abbondanti all'interno del sistema nervoso centrale e si trovano principalmente nel tubercolo olfattivo, nel neostriato, nel nucleo accumbens, nell'amigdala, nel nucleo subtalamico e nella substantia nigra.

Mostrano un'affinità relativamente bassa per la dopamina e l'attivazione di questi recettori porta all'attivazione delle proteine ​​e alla stimolazione di vari enzimi.

I recettori D5 sono molto più rari di D1 e hanno un'operazione molto simile.

I recettori D2 sono presenti principalmente nell'ippocampo, nel nucleo accumbens e nel neostriato e sono accoppiati alle proteine ​​G.

Infine, i recettori D3 e D4 si trovano principalmente nella corteccia cerebrale e sarebbero coinvolti in processi cognitivi come la memoria o l'attenzione.

Funzioni della dopamina

Molecola 2D di dopamina.

La dopamina è una delle sostanze chimiche più importanti nel cervello e quindi svolge molteplici funzioni.

Il fatto che sia ampiamente distribuito in tutte le regioni del cervello significa che questo neurotrasmettitore non si limita a svolgere una singola attività o funzioni con caratteristiche simili.

La dopamina, infatti, partecipa a molteplici processi cerebrali e consente lo svolgimento di attività molto diverse e molto diverse. Le principali funzioni che la dopamina svolge sono:

Movimento del motore

I neuroni dopaminergici situati nelle regioni più interne del cervello, cioè nei gangli della base, consentono la produzione di movimenti motori nelle persone.

I recettori D5 sembrano essere particolarmente coinvolti in questa attività e la dopamina è un elemento chiave per raggiungere una funzione motoria ottimale.

Il fatto che più rivela questo ruolo della dopamina è il morbo di Parkinson, una patologia in cui l'assenza di dopamina nei gangli della base compromette notevolmente la capacità di movimento dell'individuo.

Memoria, attenzione e apprendimento

La dopamina si distribuisce anche nelle regioni neuronali che consentono l'apprendimento e la memoria, come l'ippocampo e la corteccia cerebrale.

Quando non viene secreta abbastanza dopamina in queste aree, possono verificarsi problemi di memoria, incapacità di mantenere l'attenzione e difficoltà di apprendimento.

I sentimenti di ricompensa

È probabilmente la funzione principale di questa sostanza poiché la dopamina secreta nel sistema limbico permette di provare sensazioni di piacere e ricompensa.

In questo modo, quando svolgiamo un'attività per noi piacevole, il nostro cervello rilascia automaticamente dopamina, che ci permette di provare la sensazione di piacere.

Inibizione della produzione di prolattina

La dopamina è responsabile dell'inibizione della secrezione di prolattina, un ormone peptidico che stimola la produzione di latte nelle ghiandole mammarie e la sintesi del progesterone nel corpo luteo.

Questa funzione è svolta principalmente nel nucleo arcuato dell'ipotalamo e nell'ipofisi anteriore.

Regolazione del sonno

Il funzionamento della dopamina nella ghiandola pineale le consente di dettare il ritmo circadiano negli esseri umani poiché consente il rilascio della melatonina e produce la sensazione di sonno quando non dorme da molto tempo.

Inoltre, la dopamina svolge un ruolo importante nell'elaborazione del dolore (bassi livelli di dopamina sono associati a sintomi dolorosi) ed è coinvolta negli atti autoriflessi della nausea.

Modulazione dell'umore

Infine, la dopamina svolge un ruolo importante nella regolazione dell'umore, quindi bassi livelli di questa sostanza sono associati a cattivo umore e depressione.

Patologie legate alla dopamina

La dopamina è una sostanza che svolge molteplici attività cerebrali, quindi il suo malfunzionamento può portare a molte malattie. I più importanti sono.

morbo di Parkinson

È la patologia più direttamente correlata al funzionamento della dopamina nelle regioni del cervello. Infatti, questa malattia è principalmente causata da una perdita degenerativa dei neurotrasmettitori dopaminergici nei gangli della base.

La diminuzione della dopamina si traduce nei sintomi motori tipici della malattia, ma può provocare anche altre manifestazioni legate al funzionamento del neurotrasmettitore come problemi di memoria, attenzione o depressione.

Il principale trattamento farmacologico per il Parkinson si basa sull'utilizzo di un precursore della dopamina (L-DOPA), che consente un leggero aumento delle quantità di dopamina nel cervello e ne attenua i sintomi.

Schizofrenia

L'ipotesi principale dell'eziologia della schizofrenia si basa sulla teoria dopaminergica, la quale afferma che questa malattia è dovuta a un'iperattività del neurotrasmettitore dopaminergico.

Questa ipotesi è supportata dall'efficacia dei farmaci antipsicotici per questa malattia (che inibiscono i recettori D2) e dalla capacità di farmaci che aumentano l'attività dopaminergica come la cocaina o le anfetamine di generare psicosi.

Epilessia

Sulla base di varie osservazioni cliniche, è stato ipotizzato che l'epilessia possa essere una sindrome di ipoattività dopaminergica, per cui un deficit di produzione di dopamina nelle aree mesolimbiche potrebbe portare a questa malattia.

Questi dati non sono stati totalmente contrastati ma sono supportati dall'efficacia di farmaci che hanno risultati efficaci per il trattamento dell'epilessia (anticonvulsivanti), che aumentano l'attività dei recettori D2.

Dipendenza

Nello stesso meccanismo della dopamina che consente la sperimentazione del piacere, della gratificazione e della motivazione, si sostengono anche le basi della dipendenza.

I farmaci che forniscono un maggiore rilascio di dopamina, come tabacco, cocaina, anfetamine e morfina, sono quelli che possiedono il maggior potere di dipendenza a causa dell'aumento della dopamina prodotta nelle regioni del piacere e della ricompensa del cervello.

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