Dopaminfunktion, virkningsmekanisme, syntese

2044
Robert Johnston

Det dopamin er en neurotransmitter produceret af en lang række dyr, herunder både hvirveldyr og hvirvelløse dyr. Det er den vigtigste neurotransmitter i pattedyrets centrale nervesystem og deltager i reguleringen af ​​forskellige funktioner såsom motorisk adfærd, humør eller affektivitet..

Det genereres i centralnervesystemet, det vil sige i hjernen hos dyr, og er en del af stofferne kendt som catecholaminer. Catecholamines er en gruppe neurotransmittere, der frigives i blodbanen og inkluderer tre hovedstoffer: adrenalin, noradrenalin og dopamin..

Dopamin 3D-molekyle.

Disse tre stoffer syntetiseres fra aminosyren tyrosin og kan produceres i binyrerne (strukturer i nyrerne) eller i nerveender af neuroner..

Dopamin genereres i flere dele af hjernen, især i substantia nigra, og udfører neurotransmissionsfunktioner i centralnervesystemet og aktiverer de fem typer dopaminreceptorer: D1, D2, D3, D4 og D5.

I hver hjerneområde er dopamin ansvarlig for at udføre en række forskellige funktioner.

De vigtigste er: motoriske bevægelser, regulering af prolactinsekretion, aktivering af fornøjelsessystemet, deltagelse i regulering af søvn og humør og aktivering af kognitive processer..

Artikelindeks

  • 1 Det dopaminerge system
    • 1.1 Ultrakortsystemer
    • 1.2 Mellemlængdesystem
    • 1.3 Lange systemer
  • 2 Syntese af dopamin
  • 3 Handlingsmekanisme
  • 4 Typer af dopaminreceptorer
  • 5 Funktioner af dopamin
    • 5.1 Motorens bevægelse
    • 5.2 Hukommelse, opmærksomhed og læring
    • 5.3 Følelser af belønning
    • 5.4 Hæmning af prolactinproduktion
    • 5.5 Søvnregulering
    • 5.6 modulation af humør
  • 6 Patologier relateret til dopamin
    • 6.1 Parkinsons sygdom
    • 6.2 Skizofreni
    • 6.3 Epilepsi
    • 6.4 Afhængighed
  • 7 Referencer

Det dopaminerge system

I hjernen er der tusindvis af dopaminneuroner, det vil sige dopaminkemikalier. Det faktum, at denne neurotransmitter er så rigelig og er så fordelt på flere neuronale regioner, har givet anledning til udseendet af dopaminerge systemer.

Disse systemer giver navne på de forskellige dopaminforbindelser i de forskellige områder af hjernen samt de aktiviteter og funktioner, som hver af dem udfører.

Vigtigste dopamintransportruter inden for en dopaminerg synaps. Kilde: Smedlib, Pancrat / Public domain

På denne måde kan dopamin og dets fremskrivninger grupperes i 3 hovedsystemer.

Ultrashort-systemer

Det fremstiller to grupper af de vigtigste dopaminerge neuroner: dem af den olfaktoriske pære og de af de plexiforme lag i nethinden.

Funktionen af ​​disse to første grupper af dopamin er primært ansvarlig for perceptuelle funktioner, både visuelle og olfaktoriske.

Mellemlængdesystem

De inkluderer dopaminerge celler, der starter i hypothalamus (en indre region i hjernen) og ender i den mellemliggende kerne i hypofysen (en endokrin kirtel, der udskiller hormoner, der er ansvarlige for regulering af homeostase)..

Denne anden gruppe dopamin er hovedsageligt karakteriseret ved at regulere motorens mekanismer og indre processer i kroppen såsom temperatur, søvn og balance..

Lange systemer

Denne sidste gruppe inkluderer neuroner i det ventrale tagmentale område (en hjerneområde placeret i mellemhjerne), der sender fremspring til tre hovedneuronale regioner: neostriatum (caudat- og putamen-kernerne), den limbiske cortex og andre limbiske strukturer..

Disse dopaminceller er ansvarlige for højere mentale processer såsom kognition, hukommelse, belønning eller humør..

Som vi kan se, er dopamin et stof, der kan findes i praktisk talt enhver hjerneområde, og som udfører en uendelig række mentale aktiviteter og funktioner..

Af denne grund er den korrekte funktion af dopamin af vital betydning for menneskers trivsel, og der er mange ændringer, der har været relateret til dette stof.

Inden vi dog begynder at gennemgå detaljeret handlinger og implikationer af dette stof, vil vi dykke lidt mere om dets funktion og dets egne egenskaber..

Syntese af dopamin

Dopamin er et stof, der er endogent for hjernen, og som sådan produceres det naturligt af kroppen. Syntesen af ​​denne neurotransmitter finder sted i de dopaminerge nerveterminaler, hvor de er i høj koncentration af de ansvarlige enzymer.

Disse enzymer, der fremmer serotoninproduktion, er tyrosinhydroxylase (TH) og aromatisk aminosyredecarboxylase (L-DOPA). Således er funktionen af ​​disse to hjerneenzymer den vigtigste faktor, der forudsiger produktionen af ​​dopamin.

Tyrosinhydroxylase. Kilde: Gla086 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Enzymet L-DOPA kræver tilstedeværelse af enzymet TH for at udvikle og føje til sidstnævnte for at producere dopamin. Derudover er tilstedeværelsen af ​​jern også nødvendig for den korrekte udvikling af neurotransmitteren.

Kemisk struktur af levodopa (L-DOPA, L-3,4-dihydroxyphenylalanin). Kilde: NEUROtiker / Public domain

For at dopamin skal genereres og distribueres normalt gennem forskellige hjerneområder, er det således nødvendigt med deltagelse af forskellige stoffer, enzymer og peptider i kroppen..

Handlingsmekanisme

Generationen af ​​dopamin, som vi har forklaret ovenfor, forklarer ikke funktionen af ​​dette stof, men blot dets udseende.

Efter dannelsen af ​​dopamin begynder dopaminerge neuroner at dukke op i hjernen, men disse skal begynde at fungere for at udføre deres aktiviteter.

Som ethvert kemisk stof skal dopamin kommunikere med hinanden for at fungere, dvs. det skal transporteres fra en neuron til en anden. Ellers ville stoffet altid forblive stille og ikke udføre nogen hjerneaktivitet eller udføre den nødvendige neuronstimulering.

For at dopamin kan transporteres fra en neuron til en anden, er tilstedeværelsen af ​​specifikke receptorer, dopaminreceptorerne, nødvendig..

Receptorer er defineret som molekyler eller molekylære arrangementer, der selektivt kan genkende en ligand og aktiveres af selve liganden..

Dopaminreceptorer er i stand til at skelne dopamin fra andre typer neurotransmittere og reagerer kun på det.

Når dopamin frigives af en neuron, forbliver den i det intersynaptiske rum (rummet mellem neuroner), indtil en dopaminreceptor samler den op og introducerer den til en anden neuron..

Typer af dopaminreceptorer

Der er forskellige typer dopaminreceptorer, hver af dem har egenskaber og en specifik funktion.

Specifikt kan der skelnes mellem 5 hovedtyper: D1-receptorer, D5-receptorer, D2-receptorer, D3-receptorer og D4-receptorer..

D1-receptorer er de mest forekommende inden for centralnervesystemet og findes hovedsageligt i olfaktorisk tuberkel, i neostriatum, i nucleus accumbens, i amygdala, i den subthalamiske kerne og i substantia nigra.

De viser en relativt lav affinitet for dopamin, og aktivering af disse receptorer fører til aktivering af proteiner og stimulering af forskellige enzymer..

D5-receptorer er meget sjældnere end D1 og har en meget lignende operation.

D2-receptorer er hovedsageligt til stede i hippocampus, i nucleus accumbens og i neostriatum og er koblet til G-proteiner.

Endelig findes D3- og D4-receptorer hovedsageligt i hjernebarken og ville være involveret i kognitive processer såsom hukommelse eller opmærksomhed..

Funktioner af dopamin

2D-struktur af dopamin

Dopamin er et af de vigtigste kemikalier i hjernen og udfører derfor flere funktioner.

Det faktum, at den er bredt fordelt i hjerneområderne, betyder, at denne neurotransmitter ikke er begrænset til at udføre en enkelt aktivitet eller fungerer med lignende egenskaber.

Faktisk deltager dopamin i flere hjerneprocesser og tillader udførelse af meget forskellige og meget forskellige aktiviteter. De vigtigste funktioner, som dopamin udfører, er:

Motorbevægelse

Dopaminerge neuroner placeret i de inderste områder af hjernen, det vil sige i basale ganglier, tillader produktion af motoriske bevægelser hos mennesker.

D5-receptorer synes at være særlig involveret i denne aktivitet, og dopamin er et nøgleelement til opnåelse af optimal motorfunktion.

Det faktum, at de fleste afslører denne rolle af dopamin, er Parkinsons sygdom, en patologi, hvor fraværet af dopamin i basale ganglier i høj grad forringer individets evne til at bevæge sig..

Hukommelse, opmærksomhed og læring

Dopamin distribueres også i de neuronale regioner, der tillader læring og hukommelse, såsom hippocampus og hjernebarken..

Når ikke nok dopamin udskilles i disse områder, kan der opstå hukommelsesproblemer, manglende evne til at opretholde opmærksomhed og indlæringsvanskeligheder..

Følelserne af belønning

Det er sandsynligvis dette stofs vigtigste funktion, da dopamin udskilt i det limbiske system gør det muligt at opleve fornemmelser af glæde og belønning.

Når vi udfører en aktivitet, der er behagelig for os, frigiver vores hjerne automatisk dopamin, som giver os mulighed for at opleve fornemmelsen af ​​glæde.

Hæmning af prolactinproduktion

Dopamin er ansvarlig for at hæmme udskillelsen af ​​prolactin, et peptidhormon, der stimulerer produktionen af ​​mælk i brystkirtlerne og syntesen af ​​progesteron i corpus luteum..

Denne funktion udføres hovedsageligt i den buede kerne af hypothalamus og i den forreste hypofyse..

Søvnregulering

Funktionen af ​​dopamin i pinealkirtlen gør det muligt at diktere den døgnrytme hos mennesker, da det gør det muligt at frigive melatonin og frembringer en følelse af søvn, når du ikke har sovet i lang tid..

Derudover spiller dopamin en vigtig rolle i smertebehandling (lave dopaminniveauer er forbundet med smertefulde symptomer) og er involveret i kvalmen med selvrefleks..

Modulation af humør

Endelig spiller dopamin vigtige roller i reguleringen af ​​humør, så lave niveauer af dette stof er forbundet med dårligt humør og depression.

Dopaminrelaterede patologier

Dopamin er et stof, der udfører flere hjerneaktiviteter, så dets funktionsfejl kan føre til mange sygdomme. De vigtigste er.

Parkinsons sygdom

Det er patologien, der er mest direkte relateret til dopamins funktion i hjerneområderne. Faktisk er denne sygdom hovedsageligt forårsaget af et degenerativt tab af dopaminerge neurotransmittere i basale ganglier..

Faldet i dopamin oversættes til de typiske motoriske symptomer på sygdommen, men kan også forårsage andre manifestationer relateret til neurotransmitterens funktion, såsom hukommelsesproblemer, opmærksomhed eller depression.

Den primære farmakologiske behandling af Parkinsons er baseret på brugen af ​​en dopaminforløber (L-DOPA), som tillader en let stigning i mængderne af dopamin i hjernen og mildner symptomerne..

Skizofreni

Hovedhypotesen om skizofreniens etiologi er baseret på den dopaminerge teori, der siger, at denne sygdom skyldes en overaktivitet af dopamin-neurotransmitteren.

Denne hypotese understøttes af effekten af ​​antipsykotiske lægemidler til denne sygdom (som hæmmer D2-receptorer) og af evnen hos lægemidler, der øger dopaminerg aktivitet, såsom kokain eller amfetamin, til at generere psykose..

Epilepsi

Baseret på forskellige kliniske observationer er det blevet postuleret, at epilepsi kunne være et syndrom med dopaminerg hypoaktivitet, så et underskud af dopaminproduktion i de mesolimbiske områder kunne føre til denne sygdom.

Disse data er ikke blevet fuldstændig modvirket, men understøttes af effektiviteten af ​​lægemidler, der har effektive resultater til behandling af epilepsi (antikonvulsiva), hvilket øger aktiviteten af ​​D2-receptorer..

Afhængighed

I den samme mekanisme af dopamin, der tillader eksperimentering af glæde, tilfredsstillelse og motivation, opretholdes også afhængighedsgrundlagene.

De stoffer, der giver en større frigivelse af dopamin, såsom tobak, kokain, amfetamin og morfin, er dem, der har en større vanedannende kraft på grund af den dopaminerge stigning, som de producerer i hjerneområderne af glæde og belønning..

Referencer

  1. Arias-Montaño JA. Modulation af dopaminsyntese ved hjælp af presynaptiske receptorer. Doktorafhandling, Institut for Fysiologi, Biofysik og Neurovidenskab, CINVESTAV, 1990.
  2. Feldman RS, Meyer JS, Quenzer LF. Principper for neuropsykofarmakologi. Sunderland, Sinauer, 1997: 277-344.
  3. Gobert A, Lejeune F, Rivet J-M, Cistarelli L, Millan MJ. Dopamin D3 (auto) receptorer hæmmer dopaminfrigivelse i frontal cortex hos frit bevægelige rotter in vivo. J Neurochem 1996; 66: 2209-12.
  4. Hetey L, Kudrin V, Shemanov A, Rayevsky K, Delssner V. Presynaptisk dopamin- og serotoninreceptorer, der modulerer tyrosinhydroxylase-aktivitet i synaptosomer af nucleus accumbens af rotter. Eur J Pharmacol 1985; 43: 327-30.
  5. O'Dowd BF. Struktur af dopaminreceptorer. J Neurochem 1993; 60: 804-16.
  6. Poewe W. Skal behandling af Parkinsons sygdom startes med en dopaminagonist? Neurol 1998; 50 (Suppl 6): S19-22.
  7. Starr MS. Dopamins rolle i epilepsi. Synapse 1996; 22: 159-94.

Endnu ingen kommentarer