Funkce dopaminu, mechanismus účinku, syntéza

4911
Simon Doyle

The dopamin je neurotransmiter produkovaný širokou škálou zvířat, včetně obratlovců i bezobratlých. Je to nejdůležitější neurotransmiter v centrálním nervovém systému savců a podílí se na regulaci různých funkcí, jako je motorické chování, nálada nebo afektivita..

Vzniká v centrálním nervovém systému, to znamená v mozku zvířat, a je součástí látek známých jako katecholaminy. Katecholaminy jsou skupina neurotransmiterů, které se uvolňují do krevního řečiště a zahrnují tři hlavní látky: adrenalin, norepinefrin a dopamin..

Dopamin 3D molekula.

Tyto tři látky jsou syntetizovány z aminokyseliny tyrosinu a mohou být produkovány v nadledvinách (strukturách ledvin) nebo v nervových zakončeních neuronů..

Dopamin je generován ve více částech mozku, zejména v substantia nigra, a plní funkce neurotransmise v centrálním nervovém systému a aktivuje pět typů dopaminových receptorů: D1, D2, D3, D4 a D5.

V každé oblasti mozku je dopamin zodpovědný za provádění řady různých funkcí.

Nejdůležitější jsou: motorické pohyby, regulace sekrece prolaktinu, aktivace systému potěšení, účast na regulaci spánku a nálady a aktivace kognitivních procesů..

Rejstřík článků

  • 1 Dopaminergní systém
    • 1.1 Ultrakrátké systémy
    • 1.2 Systém střední délky
    • 1.3 Dlouhé systémy
  • 2 Syntéza dopaminu
  • 3 Mechanismus účinku
  • 4 Druhy dopaminových receptorů
  • 5 Funkce dopaminu
    • 5.1 Pohyb motoru
    • 5.2 Paměť, pozornost a učení
    • 5.3 Pocity odměny
    • 5.4 Inhibice produkce prolaktinu
    • 5.5 Regulace spánku
    • 5.6 modulace nálady
  • 6 Patologie související s dopaminem
    • 6.1 Parkinsonova choroba
    • 6.2 Schizofrenie
    • 6.3 Epilepsie
    • 6.4 Závislost
  • 7 Reference

Dopaminergní systém

V mozku jsou tisíce dopaminových neuronů, tj. Dopaminových chemikálií. Skutečnost, že tento neurotransmiter je tak hojný a je tak distribuován mezi více neuronálních oblastí, způsobila vznik dopaminergních systémů.

Tyto systémy pojmenovávají různá dopaminová spojení v různých oblastech mozku, stejně jako činnosti a funkce, které každý z nich vykonává.

Hlavní dopaminové transportní cesty v dopaminergní synapse. Zdroj: Smedlib, Pancrat / Public domain

Tímto způsobem lze dopamin a jeho projekce seskupit do 3 hlavních systémů.

Ultrakrátké systémy

Vytváří dvě skupiny hlavních dopaminergních neuronů: čichové bulvy a plexiformní vrstvy sítnice.

Funkce těchto prvních dvou skupin dopaminu jsou zodpovědné hlavně za percepční funkce, vizuální i čichové.

Systém střední délky

Zahrnují dopaminergní buňky, které začínají v hypotalamu (vnitřní oblast mozku) a končí v mezilehlém jádru hypofýzy (endokrinní žláza, která vylučuje hormony odpovědné za regulaci homeostázy)..

Tato druhá skupina dopaminu se vyznačuje hlavně regulací motorických mechanismů a vnitřních procesů v těle, jako je teplota, spánek a rovnováha..

Dlouhé systémy

Tato poslední skupina zahrnuje neurony ve ventrální tagmentální oblasti (oblast mozku umístěná ve středním mozku), které vysílají projekce do tří hlavních neuronálních oblastí: neostriatum (jádra caudate a putamen), limbická kůra a další limbické struktury..

Tyto dopaminové buňky mají na starosti vyšší duševní procesy, jako je poznání, paměť, odměna nebo nálada..

Jak vidíme, dopamin je látka, kterou lze nalézt prakticky v jakékoli oblasti mozku a která vykonává nekonečné množství duševních činností a funkcí..

Z tohoto důvodu má správné fungování dopaminu zásadní význam pro blaho lidí a s touto látkou souvisí mnoho změn..

Než však začneme podrobně přezkoumávat akce a důsledky této látky, ponoříme se trochu hlouběji do jejího fungování a jejích vlastních charakteristik..

Syntéza dopaminu

Dopamin je látka endogenní pro mozek a jako taková je přirozeně produkována tělem. Syntéza tohoto neurotransmiteru probíhá v dopaminergních nervových zakončeních, kde jsou ve vysoké koncentraci odpovědných enzymů.

Tyto enzymy, které podporují produkci serotoninu, jsou tyrosinhydroxyláza (TH) a dekarboxyláza aromatických aminokyselin (L-DOPA). Fungování těchto dvou mozkových enzymů je tedy hlavním faktorem, který předpovídá produkci dopaminu.

Tyrosin hydroxyláza. Zdroj: Gla086 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Enzym L-DOPA vyžaduje přítomnost enzymu TH, aby se vyvinul a přidal se k němu za vzniku dopaminu. Kromě toho je pro správný vývoj neurotransmiteru rovněž nutná přítomnost železa.

Chemická struktura levodopy (L-DOPA, L-3,4-dihydroxyfenylalanin). Zdroj: NEUROtiker / Public domain

Aby mohl být dopamin generován a distribuován normálně v různých oblastech mozku, je nezbytná účast různých látek, enzymů a peptidů v těle..

Mechanismus účinku

Generace dopaminu, kterou jsme vysvětlili výše, nevysvětluje fungování této látky, ale pouze její vzhled.

Po generaci dopaminu se v mozku začínají objevovat dopaminergní neurony, které však musí při provádění svých činností začít fungovat..

Jako každá chemická látka musí dopamin vzájemně komunikovat, to znamená, že musí být transportován z jednoho neuronu do druhého. V opačném případě by látka vždy zůstala nehybná a neprováděla žádnou mozkovou aktivitu ani neprováděla nezbytnou neuronální stimulaci.

Aby byl dopamin transportován z jednoho neuronu do druhého, je nutná přítomnost specifických receptorů, dopaminových receptorů..

Receptory jsou definovány jako molekuly nebo molekulární uspořádání, které mohou selektivně rozpoznávat ligand a být aktivovány samotným ligandem..

Dopaminové receptory jsou schopny odlišit dopamin od jiných typů neurotransmiterů a reagovat pouze na něj.

Když je dopamin uvolňován jedním neuronem, zůstává v intersynaptickém prostoru (prostoru mezi neurony), dokud jej receptor dopaminu nevyzvedne a nezavede do jiného neuronu..

Druhy dopaminových receptorů

Existují různé typy dopaminových receptorů, každý z nich má vlastnosti a specifickou funkci.

Konkrétně lze rozlišit 5 hlavních typů: receptory D1, receptory D5, receptory D2, receptory D3 a receptory D4..

D1 receptory jsou nejhojnější v centrálním nervovém systému a nacházejí se hlavně v čichovém tuberkulu, v neostriatu, v nucleus accumbens, v amygdale, v subtalamickém jádru a v substantia nigra.

Vykazují relativně nízkou afinitu k dopaminu a aktivace těchto receptorů vede k aktivaci proteinů a stimulaci různých enzymů..

D5 receptory jsou mnohem vzácnější než D1 a mají velmi podobnou operaci.

D2 receptory jsou přítomny hlavně v hipokampu, v nucleus accumbens a v neostriatum a jsou spojeny s G proteiny.

Nakonec se receptory D3 a D4 nacházejí hlavně v mozkové kůře a jsou zapojeny do kognitivních procesů, jako je paměť nebo pozornost..

Funkce dopaminu

2D struktura dopaminu

Dopamin je jednou z nejdůležitějších chemických látek v mozku, a proto plní řadu funkcí.

Skutečnost, že je široce distribuována v oblastech mozku, znamená, že tento neurotransmiter není omezen na provádění jediné činnosti nebo funkcí s podobnými vlastnostmi.

Dopamin se ve skutečnosti účastní mnoha mozkových procesů a umožňuje výkon velmi rozmanitých a velmi odlišných činností. Hlavní funkce, které dopamin provádí, jsou:

Pohyb motoru

Dopaminergní neurony umístěné v nejvnitřnějších oblastech mozku, tj. V bazálních gangliích, umožňují produkci motorických pohybů u lidí.

Zdá se, že se na této činnosti podílejí zejména receptory D5 a dopamin je klíčovým prvkem pro dosažení optimální motorické funkce.

Skutečnost, která nejvíce odhaluje tuto roli dopaminu, je Parkinsonova choroba, patologie, při které nepřítomnost dopaminu v bazálních gangliích výrazně zhoršuje pohybovou schopnost jednotlivce..

Paměť, pozornost a učení

Dopamin je také distribuován v neuronálních oblastech, které umožňují učení a paměť, jako je hipokampus a mozková kůra..

Pokud v těchto oblastech není vylučováno dostatek dopaminu, mohou nastat problémy s pamětí, neschopnost udržet pozornost a potíže s učením..

Pocity odměny

Je to pravděpodobně hlavní funkce této látky, protože dopamin vylučovaný v limbickém systému umožňuje zažít pocity potěšení a odměny.

Tímto způsobem, když provádíme činnost, která je nám příjemná, náš mozek automaticky uvolňuje dopamin, což nám umožňuje zažít pocit rozkoše.

Inhibice produkce prolaktinu

Dopamin je zodpovědný za inhibici sekrece prolaktinu, peptidového hormonu, který stimuluje produkci mléka v mléčných žlázách a syntézu progesteronu v žlutém těle..

Tato funkce se provádí hlavně v obloukovitém jádru hypotalamu a v přední hypofýze..

Regulace spánku

Fungování dopaminu v epifýze umožňuje diktovat cirkadiánní rytmus u lidí, protože umožňuje uvolňování melatoninu a vytváří pocit spánku, když jste dlouho nespali..

Dopamin navíc hraje důležitou roli při zpracování bolesti (nízká hladina dopaminu je spojena s bolestivými příznaky) a podílí se na sebereflexních aktech nevolnosti..

Modulace nálady

A konečně, dopamin hraje důležitou roli při regulaci nálady, takže nízké hladiny této látky jsou spojeny se špatnou náladou a depresí.

Patologie související s dopaminem

Dopamin je látka, která vykonává více mozkových činností, takže jeho nesprávná funkce může vést k mnoha chorobám. Nejdůležitější jsou.

Parkinsonova choroba

Právě patologie nejvíce přímo souvisí s fungováním dopaminu v oblastech mozku. Ve skutečnosti je toto onemocnění způsobeno hlavně degenerativní ztrátou dopaminergních neurotransmiterů v bazálních gangliích..

Pokles dopaminu se promítá do typických motorických příznaků onemocnění, ale může také způsobit další projevy související s fungováním neurotransmiteru, jako jsou problémy s pamětí, pozornost nebo deprese..

Hlavní farmakologická léčba Parkinsonovy choroby je založena na použití dopaminového prekurzoru (L-DOPA), který umožňuje mírné zvýšení množství dopaminu v mozku a zmírňuje příznaky..

Schizofrenie

Hlavní hypotéza etiologie schizofrenie je založena na dopaminergní teorii, která uvádí, že toto onemocnění je důsledkem nadměrné aktivity dopaminového neurotransmiteru.

Tato hypotéza je podpořena účinností antipsychotických léků na toto onemocnění (které inhibují receptory D2) a schopností léků zvyšujících dopaminergní aktivitu, jako je kokain nebo amfetaminy, generovat psychózu.

Epilepsie

Na základě různých klinických pozorování se předpokládá, že epilepsie může být syndromem dopaminergní hypoaktivity, takže deficit produkce dopaminu v mezolimbických oblastech může vést k tomuto onemocnění.

Tyto údaje nebyly zcela vyvráceny, ale jsou podporovány účinností léků, které mají účinné výsledky při léčbě epilepsie (antikonvulziva), které zvyšují aktivitu D2 receptorů..

Závislost

Ve stejném mechanismu dopaminu, který umožňuje experimentovat s potěšením, uspokojením a motivací, jsou také udržovány základy závislosti.

Léky, které poskytují větší uvolňování dopaminu, jako je tabák, kokain, amfetaminy a morfin, jsou ty, které mají větší návykovou sílu díky dopaminergnímu nárůstu, který produkují v oblastech mozku pro potěšení a odměnu.

Reference

  1. Arias-Montaño JA. Modulace syntézy dopaminu presynaptickými receptory. Disertační práce, Katedra fyziologie, biofyziky a neurovědy, CINVESTAV, 1990.
  2. Feldman RS, Meyer JS, Quenzer LF. Principy neuropsychofarmakologie. Sunderland, Sinauer, 1997: 277-344.
  3. Gobert A, Lejeune F, Rivet J-M, Cistarelli L, Millan MJ. Dopaminové D3 (auto) receptory inhibují uvolňování dopaminu ve frontální kůře volně se pohybujících krys in vivo. J Neurochem 1996; 66: 2209-12.
  4. Hetey L, Kudrin V, Shemanov A, Rayevsky K, Delssner V. Presynaptické dopaminové a serotoninové receptory modulující aktivitu tyrosinhydroxylázy v synaptosomech nucleus accumbens potkanů. Eur J Pharmacol 1985; 43: 327-30.
  5. O'Dowd BF. Struktura dopaminových receptorů. J Neurochem 1993; 60: 804-16.
  6. Poewe W. Měla by být léčba Parkinsonovy choroby zahájena agonistou dopaminu? Neurol 1998; 50 (Suppl 6): S19-22.
  7. Starr MS. Role dopaminu v epilepsii. Synapse 1996; 22: 159-94.

Zatím žádné komentáře