close
Idi na sadržaj

Kateholamin

Nepregledano
S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Kateholamini
BERJAYA
Epinefrin (adrenalin)
BERJAYA
Norepinefrin (noradrenalin)
BERJAYA
Dopamin
BERJAYA
Katehol

Kateholamin, skraćeno CA, najčešće 3,4-dihidroksifenetilamin, je monoaminski neurotransmiter, organski spoj koji ima katehol (benzen s dvije hidroksilne bočne grupe jednu do druge i aminski bočni lanac.[1]

Katehol može biti ili slobodna molekula ili supstituent veće molekule, gdje predstavlja 1,2-dihidroksibenzensku grupu. Kateholamini se izvode iz aminokiseline tirozina, koja se dobija iz prehrambenih izvora, kao i sintezom iz fenilalanina.[2] Kateholamini su rastvorljivi u vodi i 50% se vežu za proteine plazme u cirkulaciji.

Među kateholaminima su epinefrin (adrenalin), norepinefrin (noradrenalin) i dopamin. Oslobađanje hormona epinefrina i norepinefrina iz srži nadbubrežne žlijezde dio je reakcija borbe ili bijega.[3]

Tirozin stvara se iz fenilalanina putem hidroksilacije pomoću enzima fenilalanin-hidroksilaza. Tirozin se također unosi direktno iz proteina iz hrane. Ćelije koje luče kateholamin koriste nekoliko reakcija da bi serijski pretvorile tirozin u L-DOPA, a zatim u dopamin. U zavisnosti od tipa ćelije, dopamin se može dalje pretvoriti u norepinefrin ili čak dalje pretvoriti u epinefrin.[4]

Različiti stimulansi droge (kao što su brojni supstituirani amfetamini) analozi su kateholamina.

Struktura

[uredi | uredi izvor]

Kateholamini imaju različitu strukturu benzenskog prstena sa dvije hidroksilne grupe, međuproizvodnim etilnim lancem i terminalnom aminskom grupom. Feniletanolamini poput norepinefrina imaju hidroksilnu grupu na etilnom lancu.

Proizvodnja i degradacija

[uredi | uredi izvor]

Šablon:Biosinteza kateholamina i tragova amina

Lokacija

[uredi | uredi izvor]

Kateholamine uglavnom proizvode hromafine ćelije srž nasbubrečne žlijezde i postganglijska vlakna simpatičkog nervnog sistema. Dopamin, koji djeluje kao neurotransmiter u centralnom nervnom sistemu, uglavnom se proizvodi u neuronskim ćelijskim tijelima u dva područja moždanog stabla: ventralnom tegmentnom području i substantia nigra, od kojih potonja sadrži neuromelanin-pigmentirane neurone. Slično neuromelanin-pigmentirana ćelijska tijela locus coeruleus proizvode norepinefrin. Epinefrin se proizvodi u malim grupama neurona u ljudskom mozgu koji eksprimiraju njegov sintetski enzim, feniletanolamin N-metiltransferazu;[5] Ovi neuroni se projektuju iz jezgra koje je susjedno (ventrolateralno) od area postrema i iz jezgra u dorzalnoj regiji solitarnog trakta.[5]

Biosinteza

[uredi | uredi izvor]

Dopamin je prvi kateholamin sintetiziran iz DOPA. Zauzvrat, norepinefrin i epinefrin nastaju daljnjom metaboličkom modifikacijom dopamina. Enzim dopamin-hidroksilaza zahtijeva bakar kao kofaktor (nije prikazan na dijagramu), a DOPA-dekarboksilaza zahtijeva PLP (nije prikazan na dijagramu). Korak koji ograničava brzinu u biosintezi kateholamina kroz predominantni metabolički put je hidroksilacija L-tirozina u L-DOPA.[6] Aminokiseline fenilalanin i tirozin prekursori su kateholamina. Obje aminokiseline nalaze se u visokim koncentracijama u krvnoj plazmi i mozgu. Kod sisara, tirozin se može formirati iz fenilalanina unesenog hranom, pomoću enzima fenilalanin-hidroksilaza, koji se u velikim količinama nalazi u jetri. Nedovoljne količine fenilalanin-hidroksilaze rezultiraju fenilketonurijom, metaboličkim poremećajem koji dovodi do intelektualnih deficita, osim ako se ne liječi. Obično se smatra da sinteza kateholamina počinje tirozinom. Enzim tirozin-hidroksilaza (TH) pretvara aminokiselinu L-tirozin u 3,4-dihidroksifenilalanin (L-DOPA). Hidroksilacija L-tirozina pomoću TH rezultira stvaranjem DA prekursora L-DOPA, koji se metabolizira putem aromatska L-aminokiselinska dekarboksilaza (AADC) u transmiter dopamin. Ovaj korak odvija se tako brzo da je teško izmjeriti L-DOPA u mozgu bez prethodne inhibicije AADC. U neuronimaima koji koriste DA kao transmiter, dekarboksilacija L-DOPA u dopamin je posljednji korak u formiranju transmitera; međutim, u onim neuronima koji koriste norepinefrin (noradrenalin) ili epinefrin (adrenalin) kao transmitere, prisutan je i enzim dopamin β-hidroksilaza (DBH), koji pretvara dopamin dajući norepinefrin. U još nekim neuronima u kojima je epinefrin transmiter, treći enzim feniletanolamin N-metiltransferaza (PNMT) pretvara norepinefrin u epinefrin. Dakle, ćelija koja koristi epinefrin kao svoj transmiter sadrži četiri enzima (TH, AADC, DBH i PNMT), dok neuroni norepinefrina sadrže samo tri enzima (nedostaje im PNMT), a dopaminske ćelije samo dva (TH i AADC).

Degradacija

[uredi | uredi izvor]

Kateholamini imaju poluživot od nekoliko minuta kada cirkulišu u krvi. Mogu se degradirati ili metilacijom pomoću katehol-O-metiltransferaze (COMT) ili deaminacijom pomoću monoaminooksidaze (MAO).

MAOI se vežu za MAO, čime ga sprječavaju da razgradi kateholamine i druge monoamine.

Katabolizam kateholamina posredovan je dvama glavnim enzimima: katehol-O-metiltransferazom (COMT) koja je prisutna u sinaptičkoj pukotini i citosolu ćelije i monoaminooksidazom (MAO) koja se nalazi u mitohondrijskoj membrani. Oba enzima zahtijevaju kofaktore: COMT koristi Mg2+ kao kofaktor, dok MAO koristi FAD. Prvi korak kataboličkog procesa posredovan je ili MAO ili COMT-om, što zavisi od tkiva i lokacije kateholamina (naprimjer, razgradnja kateholamina u sinapsnoj pukotini posredovana je COMT-om jer je MAO mitohondrijski enzim). Sljedeći katabolički koraci u putu uključuju alkohol-dehidrogenazu, aldehid-dehidrogenazu i aldehid-reduktazu. Krajnji produkt epinefrina i norepinefrina je vanililmandelična kiselina (VMA) koja se izlučuje mokraćom. Katabolizam dopamina dovodi do proizvodnje homovanilične kiseline (HVA).[7]

Funkcija

[uredi | uredi izvor]

Modalitet

[uredi | uredi izvor]

Dva kateholamina, norepinefrin i dopamin, djeluju kao neuromodulatori u centralnom nervnom sistemu i kao hormoni u cirkulaciji krvi. Kateholamin norepinefrin je neuromodulator perifernog simpatičkog nervnog sistema, ali je prisutan i u krvi (uglavnom putem "prelivanja" iz sinapsi simpatičkog sistema). Visoki nivoi kateholamina u krvi povezani su sa stresom, koji može biti izazvan psihološkim reakcijama ili stresorima iz okoline kao što su povišeni nivoi zvuka, intenzivna svjetlost ili nizak nivo šećera u krvi.[8] Izuzetno visoki nivoi kateholamina (također poznati kao toksičnost kateholamina) mogu se javiti kod traume centralnog nervnog sistema zbog stimulacije ili oštećenja jezgara u moždanom stablu, posebno onih jezgara koja utiču na simpatički nervni sistem. U hitnoj medicini, ova pojava je široko poznata kao "izbacivanje kateholamina". Izuzetno visoki nivoi kateholamina mogu biti uzrokovani i neuroendokrinim tumorima u srži nadbubrežne žlijezde, stanje koje se može liječiti poznato kao feohromocitom.

Visoki nivoi kateholamina mogu biti uzrokovani i nedostatkom monoaminooksidaze-A (MAO-A), poznatim kao Brunnerov sindrom. Budući da je MAO-A jedan od enzima odgovornih za razgradnju ovih neurotransmitera, njegov nedostatak značajno povećava bioraspoloživost ovih neurotransmitera. Javlja se u odsustvu feohromocitoma, neuroendokrinih tumora i karcinoidnog sindroma, ali izgleda slično karcinoidnom sindromu sa simptomima kao što su crvenilo lica i agresija.[9][10]

Akutna porfirija može uzrokovati povišene kateholamine.[11]

Starenje

[uredi | uredi izvor]

Degeneracija locus coeruleus i smanjena proizvodnja norepinefrina tokom starenja, u preliminarnim istraživanjima, oznaćeni su kao mogući faktori u patogenezi Alzheimerove bolesti.[12]

Fiziološki efekti

[uredi | uredi izvor]

Kateholamini uzrokuju opće fiziološke promjene koje pripremaju tijelo za fizičku aktivnost (reakcija borba ili bijeg). Neki tipični efekti su povećanje otkucaja srca, krvnog pritiska, nivoa glukoze u krvi i opće reakcije simpatičkog nervnog sistema. Neki lijekovi, poput tolkapona (centralnog COMT-inhibitora), povećavaju nivoe svih kateholamina. Povećani kateholamini također mogu uzrokovati ubrzano disanje (tahipneja) kod pacijenata.[13] Kateholamin se izlučuje u urin nakon razgradnje, a njegov nivo sekrecije može se mjeriti za dijagnozu bolesti povezanih s nivoima kateholamina u tijelu.[14] Testiranje urina na kateholamine koristi se za detekciju feohromocitoma.

Funkcija u biljkama

[uredi | uredi izvor]

Pronađeni su u 44 biljne porodice, ali za njih nije utvrđena esencijalna metabolička funkcija. Oni su prekursori benzo[c]fenantridinskih alkaloida, koji su aktivni glavni sastojci mnogih ekstrakata ljekovitih biljaka. Za CA se pretpostavlja da imaju moguću zaštitnu ulogu protiv insekata-predatora, povreda i detoksikacije dušika. Pokazalo se da postiču rast biljnog tkiva, somatsku embriogenezu iz in vitro kultura i cvjetanje. CA inhibiraju oksidaciju indol-3-sirćetne kiseline i poboljšavaju biosintezu etilena. Također je pokazano da sinergijski pojačavaju različite efekte giberelina.[15]

Testiranje na kateholamine

[uredi | uredi izvor]

Kateholamine luče ćelije u tkivima različitih sistema ljudskog tijela, uglavnom nervni i endokrini sistem. Nadbubrežne žlijezde luče određene kateholamine u krv kada osoba osjeti prijetnju i pripremi se za reakciju borbe ili bijega.[16] Međutim, akutni ili hronični višak kateholamina u cirkulaciji može potencijalno povećati krvni pritisak i broj otkucaja srca na vrlo visoke nivoe i na kraju izazvati opasne efekte. Testovi za frakcionisane slobodne metanefrine u plazmi ili metanefrine u urinu koriste se za potvrdu ili isključivanje određenih bolesti kada ljekar identifikuje znakove hipertenzije i tahikardije koji ne reaguju adekvatno na liječenje.[17][18] Svaki od testova mjeri količinu metabolita adrenalina i noradrenalina, koji se redom nazivaju metanefrin i normetanefrin. Također se rade analize krvi kako bi se analizirala količina kateholamina prisutnih u tijelu. Testovi kateholamina se rade kako bi se identificirali rijetki tumori nadbubrežne žlijezde ili nervnog sistema. Testovi kateholamina pružaju informacije o tumorima kao što su: feohromocitom, paragangliom i neuroblastom.[19][20]

Također pogledajte

[uredi | uredi izvor]

Reference

[uredi | uredi izvor]
  1. ↑ Fitzgerald, P. A. (2011). "Chapter 11. Adrenal Medulla and Paraganglia". u Gardner, D. G.; Shoback, D. (ured.). Greenspan's Basic & Clinical Endocrinology (9th izd.). New York: McGraw-Hill. Pristupljeno 26. 10. 2011.
  2. ↑ Purves, D.; Augustine, G. J.; Fitzpatrick, D.; Hall, W. C.; LaMantia, A. S.; McNamara, J. O.; White, L. E., ured. (2008). Neuroscience (4th izd.). Sinauer Associates. str. 137–138. ISBN 978-0-87893-697-7.
  3. ↑ "Catecholamines". Health Library. San Diego, CA: University of California. Arhivirano s originala, 16. 7. 2011.
  4. ↑ Joh, T. H.; Hwang, O. (1987). "Dopamine Beta-Hydroxylase: Biochemistry and Molecular Biology". Annals of the New York Academy of Sciences. 493: 342–350. doi:10.1111/j.1749-6632.1987.tb27217.x. PMID 3473965. S2CID 86229251.
  5. 1 2 Kitahama, K.; Pearson, J.; Denoroy, L.; Kopp, N.; Ulrich, J.; Maeda, T.; Jouvet, M. (1985). "Adrenergic neurons in human brain demonstrated by immunohistochemistry with antibodies to phenylethanolamine-N-methyltransferase (PNMT): discovery of a new group in the nucleus tractus solitarius". Neuroscience Letters. 53 (3): 303–308. doi:10.1016/0304-3940(85)90555-5. PMID 3885079. S2CID 2578817.
  6. ↑ Tekin, Izel; Roskoski, Robert; Carkaci-Salli, Nurgul; Vrana, Kent E. (2014). "Complex molecular regulation of tyrosine hydroxylase". Journal of Neural Transmission. 121 (12): 1451–1481. doi:10.1007/s00702-014-1238-7. PMID 24866693.
  7. ↑ Eisenhofer, G.; Kopin, I. J.; Goldstein, D. S. (2004). "Catecholamine metabolism: a contemporary view with implications for physiology and medicine". Pharmacological Reviews. 3 (56): 331–349. doi:10.1124/pr.56.3.1. PMID 15317907. S2CID 12825309.
  8. ↑ Chu, Brianna; Marwaha, Komal; Sanvictores, Terrence; Awosika, Ayoola O.; Ayers, Derek (2024), "Physiology, Stress Reaction", StatPearls, Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, PMID 31082164, pristupljeno 28. 6. 2024
  9. ↑ Manor, I.; Tyano, S.; Mel, E.; Eisenberg, J.; Bachner-Melman, R.; Kotler, M.; Ebstein, R. P. (2002). "Family-Based and Association Studies of Monoamine Oxidase A and Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD): Preferential Transmission of the Long Promoter-Region Repeat and its Association with Impaired Performance on a Continuous Performance Test (TOVA)". Molecular Psychiatry. 7 (6): 626–632. doi:10.1038/sj.mp.4001037. PMID 12140786.
  10. ↑ Brunner, H. G. (1996). "MAOA Deficiency and Abnormal Behaviour: Perspectives on an Association". Genetics of Criminal and Antisocial Behaviour. Ciba Foundation Symposium. 194. Wiley. str. 155–167. doi:10.1002/9780470514825.ch9. ISBN 978-0-470-51482-5. PMID 8862875.
  11. ↑ Stewart, M. F.; Croft, J.; Reed, P.; New, J. P. (2006). "Acute intermittent porphyria and phaeochromocytoma: shared features". Journal of Clinical Pathology. 60 (8): 935–936. doi:10.1136/jcp.2005.032722. PMC 1994495. PMID 17660335.
  12. ↑ Heneka MT, Carson MJ, El Khoury J, et al. (april 2015). "Neuroinflammation in Alzheimer's disease". The Lancet. Neurology. 14 (4): 388–405. doi:10.1016/S1474-4422(15)70016-5. PMC 5909703. PMID 25792098.
  13. ↑ Estes, Mary (2016). Health assessment and physical examination (2nd izd.). Melbourne: Cengage. str. 143. ISBN 978-0-17-035484-4.
  14. ↑ "Catecholamines in Urine". webmd.com. Pristupljeno 4. 5. 2017.
  15. ↑ Kuklin, A. I.; Conger, B. V. (1995). "Catecholamines in Plants". Journal of Plant Growth Regulation. 14 (2): 91–97. Bibcode:1995JPGR...14...91K. doi:10.1007/BF00203119. S2CID 41493767.
  16. ↑ "Adrenal Medulla: Hormone Regulation and Action - Free Sketchy MCAT Lesson". www.sketchy.com. Pristupljeno 10. 3. 2026.
  17. ↑ "Plasma Free Metanephrines | Lab Tests Online". labtestsonline.org. Pristupljeno 24. 12. 2019.[mrtav link]
  18. ↑ "Urine Metanephrines | Lab Tests Online". labtestsonline.org. 6. 12. 2019. Arhivirano s originala, 14. 11. 2019. Pristupljeno 24. 12. 2019.
  19. ↑ "Catecholamine Urine & Blood Tests". WebMD (jezik: engleski). Pristupljeno 9. 10. 2019.
  20. ↑ "Catecholamines". labtestsonline.org (jezik: engleski). Pristupljeno 9. 10. 2019.[mrtav link]

Vanjski linkovi

[uredi | uredi izvor]

Šablon:Intermedijari metabolizma neurotransmitera Šablon:TAAR ligandi Šablon:Hemijske klase psihoaktivnih lijekova

Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Kateholamin&oldid=3894488"