Generellitet
Dopamin er en viktig nevrotransmitter i katekolaminfamilien, med en kontrollfunksjon på: bevegelse, det såkalte arbeidsminnet, følelsen av nytelse, belønning, prolaktinproduksjon, søvnreguleringsmekanismer, noen kognitive evner og oppmerksomhet.
Det dopaminerge området inkluderer flere steder i hjernen, inkludert pars compacta av substantia nigra og det ventrale tegmentale området i mellomhjernen.
Unormale dopaminnivåer er ansvarlige for flere patologiske tilstander. En av disse patologiske tilstandene er den velkjente Parkinsons sykdom.
Hva er dopamin?
Dopamin er et organisk molekyl som tilhører katekolaminfamilien, som spiller den viktige rollen som nevrotransmitter i hjernen til mennesker og andre dyr.
Dopamin er også forløpermolekylet hvorfra celler ved hjelp av spesifikke prosesser stammer fra to andre nevrotransmittere fra katekolaminfamilien: noradrenalin (eller noradrenalin) og adrenalin (eller adrenalin).
HVA ER NEUROTRANSMITTERE?
Nevrotransmittere er kjemikalier som lar celler i nervesystemet, såkalte nevroner, kommunisere med hverandre.
I nevroner bor nevrotransmittere inne i små vesikler; vesiklene er sammenlignbare med sekker, avgrenset av et dobbelt lag fosfolipider, veldig lik det i den cytoplasmatiske membranen til en generisk sunn eukaryot celle.
Inne i vesiklene forblir nevrotransmitterne som det var inerte, til en nerveimpuls kommer til nevronene de bor i.
Nerveimpulsene stimulerer faktisk frigjøringen av vesiklene av nevronene som inneholder dem.
Ved frigjøring av vesiklene rømmer nevrotransmitterne fra nervecellene, opptar det såkalte synaptiske rommet (som er et bestemt mellomrom mellom to veldig nære nevroner) og samhandler med de nærliggende nevronene, for å være presis med membranreseptorene til nevnte nevroner. Samspillet mellom nevrotransmitterne og nevronene plassert i umiddelbar nærhet forvandler den første nerveimpulsen til en veldig spesifikk cellulær respons, som avhenger av typen neurotransmitter og typen reseptorer som er tilstede på nevronene som er involvert.
Med enklere ord er nevrotransmittere kjemiske budbringere, som nerveimpulser frigjør for å indusere en viss cellulær mekanisme.
I tillegg til dopamin og dets derivater, noradrenalin og adrenalin, er andre viktige menneskelige nevrotransmittere: glycin, serotonin, melatonin, gamma-aminosmørsyre (GABA) og vasopressin.
KEMISK NAVN PÅ DOPAMIN
Det kjemiske navnet på dopamin er 4- (2-aminoetyl) benzen-1,2-diol.
DOPAMINAS HISTORIE
Merkelig nok er dopamin en nevrotransmitter som forskere først syntetiserte i laboratoriet og deretter fant i menneskelig hjernevev.
Datert 1910, æren for laboratoriesyntesen av dopamin går til George Barger og James Ewens, to engelske kjemikere i selskapet. Velkommen fra London.
For å oppdage at dopamin er et molekyl som er naturlig tilstede i hjernen, var den engelske forskeren Kathleen Montagu, i 1957, ved laboratoriene til Runwell sykehus fra London.
Et år etter oppdagelsen av dopamin i hjernevev, deretter i 1958, identifiserte og beskrev forskerne Arvid Carlsson og Nils-Ake Hillarp, ansatte ved Chemical Pharmacology Laboratories ved National Heart Institute of Sweden, for første gang rollen som nevrotransmitter, dekket med dopamin.
For dette viktige funnet og for å fastslå at dopamin ikke bare er en forløper for noradrenalin og adrenalin, mottok Carlsson også Nobelprisen i fysiologi eller medisin.
HVOR KOMMER NAVNEN DOPAMIN FRA?
Det vitenskapelige samfunn vedtok begrepet "dopamin" fordi forløpermolekylet, som George Barger og James Ewens syntetiserte dopamin fra, var det såkalte L-DOPA.
Kjemisk struktur
Som nevnt er dopamin et katekolamin.
Katekolaminer er organiske molekyler, der tilstedeværelsen av en benzenring forbundet med to hydroksylgrupper OH er gjentatt. Denne benzenringen kombinert med to OH -hydroksylgrupper har den kjemiske formelen C6H3 (OH) 2.
Når det gjelder dopamin, består dette stoffet i foreningen mellom benzenringen med de to hydroksylgruppene, typiske for katekolaminer, og en etylamengruppe.
En etylamengruppe er en organisk forbindelse der to karbonatomer og ett nitrogen deltar, og som har følgende kjemiske formel: CH2-CH2-NH2.
I lys av de to kjemiske formlene som er rapportert ovenfor, nemlig for benzengruppen med de to OH-gruppene og for etylamengruppen, er den endelige kjemiske formelen for dopamin: C6H3 (OH) 2-CH2-CH2-NH2.
Figurene nedenfor viser den kjemiske strukturen til et generisk katekolamin, en hydroksylgruppe, en etylamengruppe, dopamin og L-DOPA.
Figur: I motsetning til dopamin har L -DOPA en karboksylgruppe, bundet til et av de to karbonatomer i etylamengruppen. En karboksylgruppe - hvis kjemiske formel er COOH - er et resultat av foreningen av et karbon med et oksygenatom og en hydroksylgruppe.
KJEMISKE EGENSKAPER
Som mange molekyler som består av en etylamengruppe, er dopamin en organisk base.
Dette innebærer at det i et surt miljø generelt er i en protonert form; mens det i et grunnleggende miljø vanligvis er i en ikke-protonert form.
Oppsummering: hvordan og hvor skjer det?
Den naturlige syntese (eller biosyntese) banen til dopamin inkluderer fire grunnleggende trinn og begynner med aminosyren L-fenylalanin.
På en enkel og skjematisk måte kan biosyntesen av dopamin oppsummeres som følger:
L-fenylalanin, L-tyrosin, L-DOPA, dopamin
Omdannelsen av L-fenylalanin til L-tyrosin og omdannelsen av L-tyrosin til L-DOPA består av to hydroksyleringsreaksjoner. I kjemi er en hydroksyleringsreaksjon en reaksjon ved hvilken et molekyl får en OH -hydroksylgruppe.
Den første hydroksyleringsreaksjonen, dvs. L-fenylalanin ⇒ L-tyrosin, skjer takket være intervensjonen av et enzym kjent som fenylalaninhydroksylase.
L-tyrosin ⇒ L-DOPA-reaksjonen, derimot, finner sted takket være intervensjonen av et enzym kjent som tyrosinhydroksylase.
Det siste trinnet, det som gir dopamin fra L-DOPA, er en dekarboksyleringsreaksjon.
På det kjemiske feltet tilsvarer en dekarboksyleringsreaksjon en prosess på slutten av hvilken et slikt molekyl mister en eller flere COOH -karboksylgrupper.
Å gi dekarboksyleringsreaksjonen som gir opphav til L-DOPA er et enzym som kalles L-aminosyre-dekarboksylase (eller DOPA-dekarboksylase).
SET AV SYNTESE AV DOPAMINET
I menneskekroppen utføres biosyntesen av dopamin hovedsakelig av de såkalte nevronene i det dopaminerge området og, i mindre grad, av den medullære delen av binyrene (eller binyrene).
Nevroner i det dopaminerge området, eller dopaminerge nevroner, er nerveceller som ligger i:
- Substantia nigra, nettopp i den såkalte Pars compacta av substantia nigra. Der substantia nigra (eller svart stoff) finner sted i mellomhjernen, som er en av de tre hovedregionene som utgjør hjernestammen.
Selv om den er en del av hjernestammen, virker substantia nigra under ledelse av kjernene til basen (eller basale ganglier) i telencephalon; telencephalon er hjernen.
I følge forskjellige vitenskapelige studier har pars compacta av substantia nigra det er hovedstedet for dopaminsyntese, tilstede i menneskekroppen. - Ventral tegmental område. Det ventrale tegmentale området ligger også på midten av hjernen, og har dopaminerge nevroner, hvis forlengelser når forskjellige nervøse områder, inkludert: nucleus accumbens, prefrontal cortex, amygdala og hippocampus.
- Posterior hypothalamus. Forlengelsene av de dopaminerge nevronene i den bakre hypothalamus når ryggmargen.
- Buet kjerne i hypothalamus og paraventrikulær kjerne i hypothalamus. De dopaminerge nevronene i disse to områdene har forlengelser som når hypofysen, her har de til oppgave å påvirke produksjonen av prolaktin.
- Usikkert område av subthalamus.
NEDBRYTNING
Den naturlige nedbrytningen av dopamin til inaktive metabolitter kan skje på to forskjellige måter og involverer tre enzymer:
- monoaminoxidase (eller MAO),
- katekol-O-metyltransferase (COMT)
- aldehyddehydrogenasen.
Begge måter for naturlig dopaminnedbrytning fører til dannelse av et stoff kjent som homovanylsyre (HVA).
Figur: de to mulige måtene for biologisk nedbrytning av dopamin. Fra: wikipedia.org
Funksjoner
Dopamin utfører mange funksjoner, både på nivået i sentralnervesystemet og på nivået av det perifere nervesystemet.
Når det gjelder sentralnervesystemet, er dopamin en nevrotransmitter som deltar i:
- Bevegelseskontroll
- Sekresjonsmekanismen til hormonet prolaktin
- Kontrollerer minnekapasiteten
- Mekanismene for belønning og nytelse
- Kontroll av oppmerksomhetsevner
- Kontroll av noen aspekter av atferd og noen kognitive funksjoner
- Søvnens mekanisme
- Humørkontroll
- Mekanismene som ligger til grunn for læring
Når det gjelder det perifere nervesystemet, virker dopamin:
- Som vasodilatator
- Som et stimulerende middel for utskillelse av natrium, gjennom urinen
- Som en faktor som fremmer tarmmotilitet
- Som en faktor som reduserer lymfocyttaktivitet
- Som en faktor som reduserer insulinsekresjonen fra øyene i Langerhans (beta -celler i bukspyttkjertelen)
DOPAMINERGISKE MOTTAKERE
Etter frigjøring til det synaptiske rommet utøver dopamin virkningen ved å samhandle med de såkalte dopaminerge reseptorene, som er tilstede på membranen til forskjellige nerveceller.
Hos pattedyr - derfor også hos mennesker - er det 5 forskjellige subtyper av dopaminerge reseptorer. Navnene på disse 5 reseptorsubtyper er veldig enkle: D1, D2, D3, D4 og D5.
Responsen produsert av dopamin avhenger av dopaminreseptorundertypen, som dopaminen selv interagerer med.
Med andre ord varierer de cellulære effektene av dopamin avhengig av dopaminreseptoren som er involvert i interaksjonen.
I hjernen varierer tettheten av fordelingen av dopaminerge reseptorer fra hjerneområde til hjerneområde. Med andre ord har hvert område av hjernen sin egen mengde dopaminerge reseptorer.
Biologer mener at denne forskjellige tettheten av reseptordistribusjon er avhengig av funksjonene som hjerneområdene må dekke.
DOPAMINA OG BEVEGELSE
Menneskets motoriske ferdigheter (bevegelsens korrekthet, bevegelseshastighet, etc.) er avhengig av dopamin som substantia nigra frigjøres under virkningen av basalganglier.
Faktisk hvis dopamin frigjøres fra substantia nigra er mindre enn normalt, blir bevegelsene langsommere og ukoordinerte. Omvendt, hvis dopamin er kvantitativt høyere enn normalt, begynner menneskekroppen å utføre unødvendige bevegelser, veldig lik tics.
Derfor er den fine reguleringen av dopaminfrigivelse av substantia nigra, er det avgjørende for mennesket å bevege seg riktig, utføre koordinerte bevegelser og i riktig hastighet.
DOPAMIN- OG PROLAKTINFRIGIVELSE
Dopamin med opprinnelse i de dopaminerge nevronene i den bueformede kjernen og den paraventrikulære kjernen hemmer utskillelsen av hormonet prolaktin av laktotropceller i hypofysen.
Som det er lett å forstå, innebærer fravær eller redusert tilstedeværelse av dopamin fra de nevnte distriktene en større aktivitet av hypofysen laktotrope celler, derfor en større produksjon av prolaktin.
Dopamin som hemmer prolaktinsekresjon tar det alternative navnet "prolaktinhemmende faktor" (PIF).
For å finne ut hva effekten av prolaktin er, kan leserne klikke her.
DOPAMIN OG MINNE
Flere vitenskapelige undersøkelser har vist at tilstrekkelige nivåer av dopamin i prefrontal cortex forbedrer det såkalte arbeidsminnet.
Per definisjon er arbeidsminnet "et system for midlertidig vedlikehold og manipulering av informasjon under utførelse av forskjellige kognitive oppgaver, for eksempel forståelse," læring og resonnement ".
Hvis dopaminnivåer med opprinnelse i prefrontal cortex reduseres eller øker, begynner arbeidsminnet å lide.
DOPAMIN, Gleden og belønningen
Dopamin er en nytelses- og belønningsformidler.
Faktisk, ifølge pålitelige studier, frigjør menneskets hjerne dopamin når det "opplever" omstendigheter eller behagelige aktiviteter, for eksempel et måltid basert på god mat eller en tilfredsstillende seksuell aktivitet.
Nevronene i det dopaminerge området som er mest involvert i belønnings- og nytelsesmekanismer, er de fra nucleus accumbens og prefrontal cortex.
DOPAMIN OG OBS!
Dopamin med opprinnelse i prefrontal cortex støtter oppmerksomhetsevner.
Interessant forskning har vist at lave dopaminkonsentrasjoner i prefrontal cortex ofte er assosiert med en tilstand som kalles oppmerksomhetsunderskudd hyperaktivitetsforstyrrelse.
DOPAMIN OG KOGNITIVE FUNKSJONER
Koblingen mellom dopamin og kognitive evner er tydelig i alle sykelige tilstander preget av en "endring av de dopaminergiske nevronene i prefrontal cortex.
Faktisk, i de nevnte sykelige forholdene, i tillegg til de nevnte evner for oppmerksomhet og arbeidsminne - også de nevrokognitive funksjonene, evnen til å problemløsning etc.
Patologier
Dopamin spiller en sentral rolle i flere medisinske tilstander, inkludert: Parkinsons sykdom, hyperaktivitetsforstyrrelse (ADHD), schizofreni / psykose og avhengighet av visse medisiner og medisiner.
Videre, ifølge noen vitenskapelige studier, ville det være ansvarlig for de smertefulle opplevelsene som kjennetegner noen sykelige tilstander (fibromyalgi, rastløse bensyndrom, brennende munnsyndrom) og kvalme forbundet med oppkast.
Narkotika
Medisiner
- Kokain
- Amfetamin
- Metamfetamin
- Ecstasy (MDMA)
- Ritalin
- Psykostimulerende midler
For å vite mer:
- Parkinsons sykdom
- ADHD
- Schizofreni
Nysgjerrigheter og annen informasjon
For å utfylle det som har blitt sagt så langt, her er litt tilleggsinformasjon om dopamin:
- Omdannelsen av dopamin til noradrenalin er en hydroksyleringsreaksjon, som utføres av enzymet kjent som dopamin beta-hydroksylase.
Omdannelse av dopamin til adrenalin, derimot, er en reaksjon som skjer på grunn av intervensjonen av enzymet kjent som fenyletanolamin N-metyltransferase. - Nyere studier har vist at okulær netthinne også er vert for noen dopaminerge nevroner.
Disse nervecellene har den særegenheten at de er aktive i timene med lys og at de blir dempet i mørketimene. - De dopaminerge reseptorene som er mest tilstede i det menneskelige nervesystemet er D1 -reseptorene, etterfulgt av D2 -reseptorene like etter.
Sammenlignet med D1 og D2 undertyper, er D3, D4 og D5 reseptorene tilstede på betydelig lavere nivåer. - Ifølge eksperter er narkotikamisbruk blant omstendighetene som favoriserer frigjøring av dopamin av nytelse og belønning.
Faktisk ser det ut til at bruk av narkotika, for eksempel kokain, fører til en økning i dopaminnivået, akkurat som god mat eller tilfredsstillende seksuell aktivitet. - Leger planlegger en behandling basert på dopamininjeksjoner, i nærvær av: hypotensjon, bradykardi, hjertesvikt, hjerteinfarkt, hjertestans og nyresvikt.
- Den fysiologiske aldring som hvert menneske er utsatt for, faller sammen med et fall i dopaminnivået i nervesystemet.
Ifølge noen vitenskapelige studier skyldes den aldersrelaterte nedgangen i hjernefunksjonen delvis denne nedgangen i dopaminnivået i nervesystemet.
Se også: Dopamin Agonist Drugs
