Generalitate
Dopamina este un neurotransmițător important al familiei de catecolamine, cu o funcție de control asupra: mișcării, așa-numita memorie de lucru, senzația de plăcere, recompensă, producția de prolactină, mecanisme de reglare a somnului, unele facultăți cognitive și durata atenției.
Zona dopaminergică include mai multe zone ale creierului, inclusiv pars compacta din substantia nigra și zona tegmentală ventrală a creierului mediu.
Nivelurile anormale de dopamină sunt responsabile de mai multe afecțiuni patologice. Una dintre aceste condiții patologice este binecunoscuta boală Parkinson.
Ce este dopamina?
Dopamina este o moleculă organică, aparținând familiei catecolamine, care joacă rolul important al neurotransmițătorului în creierul oamenilor și al altor animale.
Dopamina este, de asemenea, molecula precursoare din care celulele, prin intermediul unor procese specifice, derivă alți doi neurotransmițători ai familiei catecolamine: norepinefrină (sau noradrenalină) și epinefrină (sau adrenalină).
CE SUNT NEUROTRANSMITTORII?
Neurotransmițătorii sunt substanțe chimice care permit celulelor din sistemul nervos, așa-numiții neuroni, să comunice între ele.
În neuroni, neurotransmițătorii locuiesc în interiorul veziculelor mici; veziculele sunt comparabile cu sacii, delimitați de un strat dublu de fosfolipide, foarte similar cu cel al membranei citoplasmatice a unei celule eucariote generice sănătoase.
În interiorul veziculelor, neurotransmițătorii rămân parcă inertiți, până când un impuls nervos ajunge în neuronii în care locuiesc.
De fapt, impulsurile nervoase stimulează eliberarea veziculelor de către neuronii care le conțin.
Odată cu eliberarea veziculelor, neurotransmițătorii scapă din celulele nervoase, ocupă așa-numitul spațiu sinaptic (care este un spațiu special între doi neuroni foarte apropiați) și interacționează cu neuronii vecini, mai precis cu receptorii de membrană ai neuronii menționați anterior. Interacțiunea neurotransmițătorilor cu neuronii plasați în imediata apropiere transformă impulsul nervos inițial într-un răspuns celular foarte specific, care depinde de tipul neurotransmițătorului și de tipul de receptori prezenți pe neuronii implicați.
În cuvinte mai simple, neurotransmițătorii sunt mesageri chimici, pe care impulsurile nervoase le eliberează pentru a induce un anumit mecanism celular.
Pe lângă dopamină și derivații săi, norepinefrină și epinefrină, alți neurotransmițători umani importanți sunt: glicina, serotonina, melatonina, acidul gamma-aminobutiric (GABA) și vasopresina.
DENUMIRE CHIMICĂ A DOPAMINEI
Denumirea chimică a dopaminei este 4- (2-aminoetil) benzen-1,2-diol.
ISTORIA DOPAMINEI
În mod curios, dopamina este un neurotransmițător pe care cercetătorii l-au sintetizat mai întâi în laborator și apoi l-au găsit în țesuturile creierului uman.
Din 1910, creditul pentru sinteza de laborator a dopaminei revine lui George Barger și James Ewens, doi chimiști englezi ai companiei. bun venit din Londra.
Cercetătorul englez Kathleen Montagu, în 1957, a descoperit că dopamina este o moleculă prezentă în mod natural în creier în laboratoarele din Spitalul Runwell din Londra.
La un an după descoperirea dopaminei în țesuturile cerebrale, apoi în 1958, oamenii de știință Arvid Carlsson și Nils-Ake Hillarp, angajați ai Laboratoarelor de Farmacologie Chimică din cadrul Institutului Național al Inimii din Suedia, au identificat și au descris pentru prima dată rolul neurotransmițător, acoperit cu dopamină.
Pentru această constatare importantă și pentru stabilirea faptului că dopamina nu este doar un precursor al noradrenalinei și epinefrinei, Carlsson a primit și Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină.
DE unde provine numele DOPAMINE?
Comunitatea științifică a adoptat termenul „dopamină”, deoarece molecula precursor, din care George Barger și James Ewens au sintetizat dopamina, a fost așa-numita L-DOPA.
Structura chimică
După cum sa menționat, dopamina este o catecolamină.
Catecolaminele sunt molecule organice, în care prezența unui inel benzenic legat de două grupări hidroxil OH este recurentă. Acest inel benzenic combinat cu două grupări hidroxil OH are formula chimică C6H3 (OH) 2.
În cazul dopaminei, această substanță constă în unirea dintre inelul benzenic cu cele două grupări hidroxil, tipice catecolaminelor, și o grupare etilamină.
O grupare etilamină este un compus organic în care participă doi atomi de carbon și un azot și care are următoarea formulă chimică: CH2-CH2-NH2.
Având în vedere cele două formule chimice raportate mai sus, și anume cea a grupării benzenice cu cele două grupări OH și cea a grupării etilaminei, formula chimică finală a dopaminei este: C6H3 (OH) 2-CH2-CH2-NH2.
Figurile de mai jos prezintă structura chimică a unei catecolamine generice, a unei grupări hidroxil, a unei grupări etilaminice, dopaminei și L-DOPA.
Figura: spre deosebire de dopamină, L-DOPA are o grupare carboxil, legată de unul dintre cei doi atomi de carbon ai grupului etilaminic. O grupare carboxil - a cărei formulă chimică este COOH - este rezultatul unirii unui carbon cu un atom de oxigen și o grupare hidroxil.
PROPRIETĂȚI CHIMICE
La fel ca multe molecule formate dintr-o grupă etilaminică, dopamina este o bază organică.
Aceasta implică faptul că, într-un mediu acid, este în general sub formă protonată; în timp ce, într-un mediu de bază, este de obicei într-o formă non-protonată.
Rezumat: cum și unde se întâmplă?
Calea de sinteză naturală (sau biosinteză) a dopaminei include patru etape de bază și începe cu aminoacidul L-fenilalanină.
Într-un mod simplu și schematic, biosinteza dopaminei poate fi rezumată după cum urmează:
L-fenilalanină ⇒ L-tirozină ⇒ L-DOPA ⇒ dopamină
Conversia L-fenilalaninei în L-tirozină și conversia L-tirozinei în L-DOPA constau în două reacții de hidroxilare. În chimie, o reacție de hidroxilare este o reacție la capătul căreia o moleculă dobândește o grupare OH hidroxil.
Prima reacție de hidroxilare, adică L-fenilalanină ⇒ L-tirozină, are loc datorită intervenției unei enzime cunoscută sub numele de fenilalanină hidroxilază.
Reacția L-tirozină ⇒ L-DOPA, pe de altă parte, are loc datorită intervenției unei enzime cunoscută sub numele de tirozină hidroxilază.
Pasul final, cel care dă dopamină din L-DOPA, este o reacție de decarboxilare.
În domeniul chimic, o reacție de decarboxilare corespunde unui proces la finalul căruia o astfel de moleculă pierde una sau mai multe grupări carboxilice COOH.
Furnizarea reacției de decarboxilare care dă naștere L-DOPA este o enzimă numită L-aminoacid decarboxilază (sau DOPA decarboxilază).
SCAUNUL SINTEZEI DOPAMINEI
În corpul uman, biosinteza dopaminei se face în principal de așa-numiții neuroni ai zonei dopaminergice și, într-o măsură mai mică, de porțiunea medulară a glandelor suprarenale (sau suprarenale).
Neuronii din zona dopaminergică sau neuronii dopaminergici sunt celule nervoase situate în:
- Substantia nigra, tocmai în așa-numitul Pars compacta din substantia nigra. Acolo substantia nigra (sau substanță neagră) are loc în creierul mediu, care este una dintre cele trei regiuni principale care alcătuiesc tulpina creierului.
Deși face parte din trunchiul cerebral, substantia nigra acționează sub îndrumarea nucleilor bazei (sau ganglionilor bazali) ai telencefalului; telencefalul este creierul.
Conform diferitelor studii științifice, pars compacta din substantia nigra este site-ul principal al sintezei dopaminei, prezent în corpul uman. - Zona tegmentală ventrală. Situată și la nivelul creierului mediu, zona tegmentală ventrală are neuroni dopaminergici, ale căror extensii ajung la diverse zone nervoase, printre care: nucleul accumbens, cortexul prefrontal, amigdala și hipocampul.
- Hipotalamusul posterior. Extensiile neuronilor dopaminergici ai hipotalamusului posterior ajung la măduva spinării.
- Nucleul arcuat al hipotalamusului și nucleul paraventricular al hipotalamusului. Neuronii dopaminergici ai acestor două zone au extensii care ajung la nivelul glandei pituitare, unde au sarcina de a influența producția de prolactină.
- Zona incertă a subtalamusului.
DEGRADARE
Descompunerea naturală a dopaminei în metaboliți inactivi poate avea loc în două moduri distincte și implică trei enzime:
- monoaminooxidază (sau MAO),
- catecol-O-metiltransferaza (COMT)
- aldehida dehidrogenaza.
Ambele modalități de descompunere naturală a dopaminei duc la formarea unei substanțe cunoscute sub numele de acid homovanil (HVA).
Figura: cele două modalități posibile de biodegradare a dopaminei. De la: wikipedia.org
Funcții
Dopamina îndeplinește numeroase funcții, atât la nivelul sistemului nervos central, cât și la nivelul sistemului nervos periferic.
În ceea ce privește sistemul nervos central, dopamina este un neurotransmițător care participă la:
- Controlul miscarii
- Mecanismul de secreție al hormonului prolactină
- Verificarea capacității de memorie
- Mecanismele recompensei și plăcerii
- Controlul abilităților de atenție
- Controlul unor aspecte ale comportamentului și ale unor funcții cognitive
- Mecanismul somnului
- Controlul stării de spirit
- Mecanismele care stau la baza învățării
În ceea ce privește sistemul nervos periferic, dopamina acționează:
- Ca vasodilatator
- Ca stimulent al excreției de sodiu, prin urină
- Ca factor care promovează motilitatea intestinală
- Ca factor care reduce activitatea limfocitelor
- Ca factor care reduce secreția de insulină de către insulele Langerhans (celule beta pancreatice)
RECEPTORII DOPAMINERGICI
După eliberarea sa în spațiul sinaptic, dopamina își exercită efectele prin interacțiunea cu așa-numiții receptori dopaminergici, prezenți pe membrana diferitelor celule nervoase.
La mamifere - deci și la oameni - există 5 subtipuri diferite de receptori dopaminergici.Numele acestor 5 subtipuri de receptori sunt foarte simple: D1, D2, D3, D4 și D5.
Răspunsul produs de dopamină depinde de subtipul receptorului dopaminei, cu care dopamina însăși interacționează.
Cu alte cuvinte, efectele celulare ale dopaminei variază în funcție de receptorul de dopamină implicat în interacțiune.
În creier, densitatea distribuției receptorilor dopaminergici variază de la zona creierului la zona creierului, cu alte cuvinte, fiecare zonă a creierului are propria cantitate de receptori dopaminergici.
Biologii cred că această densitate diferită a distribuției receptorilor depinde de funcțiile pe care trebuie să le acopere zonele creierului.
DOPAMINA ȘI MIȘCAREA
Abilitățile motorii ale ființei umane (corectitudinea mișcărilor, rapiditatea mișcărilor etc.) depind de dopamină care substantia nigra eliberează sub acțiunea ganglionilor bazali.
De fapt, dacă dopamina este eliberată din substantia nigra este mai puțin normal, mișcările devin mai lente și necoordonate. În schimb, dacă dopamina este cantitativ mai mare decât în mod normal, corpul uman începe să efectueze mișcări inutile, foarte asemănătoare cu ticurile.
Prin urmare, reglementarea fină a eliberării de dopamină de către substantia nigra, este esențial ca ființa umană să se miște corect, efectuând gesturi coordonate și cu viteza potrivită.
ELIBERARE DOPAMINĂ ȘI PROLACTINĂ
Dopamina originară din neuronii dopaminergici ai nucleului arcuat și nucleul paraventricular inhibă secreția hormonului prolactină de către celulele lactotrope ale glandei pituitare.
După cum este ușor de înțeles, absența sau prezența redusă a dopaminei provenind din districtele menționate mai sus implică o activitate mai mare a celulelor lactotrope hipofizare, deci o producție mai mare de prolactină.
Dopamina care inhibă secreția de prolactină ia denumirea alternativă de „factor de inhibare a prolactinei” (PIF).
Pentru a afla care sunt efectele prolactinei, cititorii pot face clic aici.
DOPAMINE ȘI MEMORIE
Mai multe cercetări științifice au arătat că nivelurile adecvate de dopamină din cortexul prefrontal îmbunătățesc așa-numita memorie de lucru.
Prin definiție, memoria de lucru este „un sistem pentru întreținerea și manipularea temporară a informațiilor în timpul îndeplinirii diferitelor sarcini cognitive, cum ar fi înțelegerea,„ învățarea și raționamentul ”.
Dacă nivelurile de dopamină originare din cortexul prefrontal scad sau cresc, memoria de lucru începe să sufere.
DOPAMINE, PLĂCERE ȘI RECOMPENSĂ
Dopamina este un mediator de plăcere și recompensă.
De fapt, conform studiilor fiabile, creierul ființei umane eliberează dopamină atunci când „experimentează” circumstanțe sau activități plăcute, cum ar fi o masă bazată pe mâncare bună sau o activitate sexuală satisfăcătoare.
Neuronii din zona dopaminergică cei mai implicați în mecanismele de recompensare și plăcere sunt cei ai nucleului accumbens și ai cortexului prefrontal.
DOPAMINA ȘI ATENȚIE
Dopamina originară din cortexul prefrontal susține abilitățile de atenție.
Cercetări interesante au arătat că concentrațiile scăzute de dopamină în cortexul prefrontal sunt adesea asociate cu o afecțiune cunoscută sub numele de tulburare de hiperactivitate cu deficit de atenție.
DOPAMINA ȘI FUNCȚII COGNITIVE
Legătura dintre dopamină și abilitățile cognitive este evidentă în toate condițiile morbide caracterizate printr-o „alterare a neuronilor dopaminergici ai cortexului prefrontal.
De fapt, în condițiile morbide menționate anterior, pe lângă facultățile de atenție și memoria de lucru menționate anterior - și funcțiile neurocognitive, capacitatea de a rezolvarea problemelor etc.
Patologii
Dopamina joacă un rol central în mai multe afecțiuni medicale, inclusiv: boala Parkinson, tulburarea de hiperactivitate cu deficit de atenție (ADHD), schizofrenia / psihoză și dependența de anumite medicamente și medicamente.
Mai mult, conform unor studii științifice, ar fi responsabil pentru senzațiile dureroase care caracterizează unele stări morbide (fibromialgie, sindromul picioarelor neliniștite, sindromul arsurii gurii) și greața asociată cu vărsăturile.
Droguri
Medicamente
- Cocaină
- Amfetamine
- Metanfetamina
- Ecstasy (MDMA)
- Ritalin
- Psihostimulanți
Pentru a afla mai multe:
- boala Parkinson
- ADHD
- Schizofrenie
Curiozități și alte informații
Pentru a completa ceea ce sa spus până acum, iată câteva informații suplimentare cu privire la dopamină:
- Conversia dopaminei în norepinefrină este o reacție de hidroxilare, care se face de către enzima cunoscută sub numele de dopamină beta-hidroxilază.
Conversia dopaminei în adrenalină, pe de altă parte, este o reacție care are loc datorită intervenției enzimei cunoscută sub numele de feniletanolamină N-metiltransferază. - Studii recente au arătat că retina oculară găzduiește și unii neuroni dopaminergici.
Aceste celule nervoase au particularitatea de a fi active în timpul orelor de lumină și de a fi reduse la tăcere în timpul orelor de întuneric. - Receptorii dopaminergici cei mai prezenți în sistemul nervos uman sunt receptorii D1, urmat la scurt timp de receptorii D2.
În comparație cu subtipurile D1 și D2, receptorii D3, D4 și D5 sunt prezenți la niveluri semnificativ mai mici. - Potrivit experților, abuzul de droguri se numără printre circumstanțele care favorizează eliberarea dopaminei de plăcere și recompensă.
De fapt, se pare că administrarea de droguri, cum ar fi cocaina, duce la creșterea nivelului de dopamină, la fel ca mâncarea bună sau satisfacerea activității sexuale. - Medicii planifică un tratament pe bază de injecții cu dopamină, în prezența: hipotensiunii arteriale, bradicardiei, insuficienței cardiace, infarctului, stopului cardiac și insuficienței renale.
- Îmbătrânirea fiziologică la care este supusă fiecare ființă umană coincide cu o scădere a nivelului de dopamină din sistemul nervos.
Conform unor studii științifice, scăderea funcției creierului legată de vârstă se datorează, parțial, acestei scăderi a nivelului de dopamină din sistemul nervos.
A se vedea, de asemenea: Dopamine Agonist Drugs
