Что такое катехоламины перечислите
Что такое катехоламины перечислите
Адреналин, норадреналин, дофамин, серотонин – это биогенные амины, являющиеся гормонами и нейромедиаторами. Их содержание значительно увеличивается в биологических жидкостях при некоторых нейроэндокринных новообразованиях. * В исследовании определяется количество каждого показателя в отдельности.
Свободные катехоламины в крови.
Синонимы английские
Высокоэффективная жидкостная хроматография.
Пг/мл (пикограмм на миллилитр), нг/мл (нанограмм на миллилитр).
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Как правильно подготовиться к исследованию?
Общая информация об исследовании
Катехоламины – это группа сходных гормонов, вырабатываемых мозговым веществом надпочечников. Основные катехоламины: дофамин, адреналин (эпинефрин) и норадреналин. Они выбрасываются в кровь в ответ на физический или эмоциональный стресс и участвуют в передаче нервных импульсов в мозг, способствуют высвобождению глюкозы и жирных кислот в качестве источников энергии, расширению бронхиол и зрачков. Норадреналин сужает кровеносные сосуды, повышая кровяное давление, а адреналин учащает сердцебиение и стимулирует обмен веществ. После завершения своего действия эти гормоны расщепляются на физиологически неактивные вещества (гомованилиновую кислоту, норметанефрин и т. д.).
В норме катехоламины и продукты их распада присутствуют в организме в небольших количествах. Их содержание значительно возрастает на короткое время только при стрессах. Однако хромаффинные и другие нейроэндокринные опухоли могут вызывать образование больших количеств катехоламинов, что приводит к значительному повышению уровней этих гормонов и продуктов их распада в крови и моче. Это грозит длительными или кратковременными повышениями кровяного давления и, соответственно, сильными головными болями. Другие симптомы повышенного содержания катехоламинов включают в себя дрожь, повышенное потоотделение, тошноту, беспокойство и покалывание в конечностях. Кроме катехоламинов, феохромоцитомы могут синтезировать серотонин, адренокортикотропный гормон, вазоактивный интестинальный пептид, соматостатин и другие гормоны. Соответствий между размерами опухоли, уровнем катехоламинов в крови и клинической картиной не существует.
Серотонин не является катехоламином, но также относится к группе биогенных аминов с гормональной и нейромедиаторной активностью. Он синтезируется из аминокислоты триптофана и хранится в энтерохромаффинных клетках желудочно-кишечного тракта (80-95 % от общего количества), различных структурах головного мозга, тучных клетках кожи, тромбоцитах и некоторых других эндокринных органах. Серотонин понижает порог болевой чувствительности, регулирует функцию гипофиза, влияет на сосудистый тонус, свертываемость крови, моторику и секреторную активность желудочно-кишечного тракта.
Примерно 90 % хромаффинных опухолей находятся в надпочечниках. Большинство из них являются доброкачественными и не распространяются за пределы надпочечников, хотя могут продолжать расти. Без дальнейшего лечения по мере роста опухоли со временем проявления болезни иногда становятся все более тяжелыми. Повышенное кровяное давление, вызванное хромаффинной опухолью, чревато повреждением почек и сердца и даже кровоизлиянием или сердечным приступом.
В большинстве случаев эти опухоли удаляются хирургическим путем, после чего содержание катехоламинов значительно уменьшается, а связанные с опухолью симптомы и осложнения смягчаются или вовсе исчезают.
Исследование крови выявляет количество гормона на момент взятия анализа, тогда как исследование мочи – за предыдущие 24 часа.
Для чего используется исследование?
Когда назначается исследование?
Что означают результаты?
Возраст
Референсные значения, пг/мл
Катехоламиновые тесты
» data-image-caption=»» data-medium-file=»https://i0.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2021/11/Катехоламиновые-тесты.jpg?fit=450%2C300&ssl=1″ data-large-file=»https://i0.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2021/11/Катехоламиновые-тесты.jpg?fit=825%2C550&ssl=1″ />
Катехоламины – это гормоны, синтезируемые эндокринными железами надпочечниками. Эти гормоны выделяются в организм в ответ на физический или эмоциональный стресс.
Кто такие катехоламины и какого их значение?
Основные типы катехоламинов – дофамин, норадреналин и адреналин.
Адреналин – гормон мозгового вещества надпочечников, образующийся в результате ферментативного синтеза из норадреналина и накапливающийся в хромаффинных клетках. Секретируется в состояниях стресса, кровопотерь. Обеспечивает повышение артериального давления, увеличивает коронарный кровоток, усиливает и учащает сердечные сокращения, повышает уровень глюкозы крови.
Норадреналин – нейромедиатор и гормон. Образуется в симпатических нервных окончаниях, мозговом веществе надпочечников, центральной нервной системе из дофамина. Участвует в регуляции функций органов и тканей со стороны симпатической нервной системы, выполняет функции нейромедиатора в центральной нервной системе. Действует во многом сходно с адреналином.
Дофамин – нейромедиатор центральной нервной системы, медиатор ненервной локальной или паракринной регуляции в ряде периферических органов, например, в слизистой желудочно-кишечного тракта, почках. Он предшественник норадреналина и адреналина в ходе их синтеза.
Как образуются в организме катехоламины?
Схема биосинтеза катехоламинов в мозговом веществе надпочечников следующая: тирозин — ДОФА — дофамин — норадреналин — адреналин. В симпатических нервных окончаниях синтез идет до стадии норадреналина. Он выполняет функции нейромедиатора в симпатических химических синапсах. Клетки, аналогичные хромаффиновым клеткам мозгового вещества надпочечников, обнаруживаются и в других тканях. Скопления таких клеток обнаружены в сердце, печени, почках, половых железах и других органах. Островки подобной ткани функционируют аналогично мозговому веществу надпочечников и подвержены сходным патологическим изменениям.
Для чего нужны катехоламиновые тесты?
Тесты на катехоламины определяют количество этих гормонов в моче или крови. Уровни дофамина, норадреналина и адреналина выше нормы могут быть признаком серьезного отклонения в здоровье.
Катехоламиновые тесты чаще всего используются для диагностики или исключения определенных типов редких опухолей, в том числе:
При опухолевом росте катехоламинсинтезирующих клеток секреция катехоламинов увеличивается в несколько раз. Спектр выделяющихся катехоламинов зависит от локализации опухоли, ее размера, степени дифференцировки клеток. Большинство феохромоцитом секретирует норадреналин. Опухоли, продуцирующие адреналин, обычно имеют локализацию внутри надпочечников. Увеличение содержания дофамина чаще наблюдается при злокачественных вариантах опухолей.
Тесты также могут быть использованы для проверки эффективности лечения этих опухолей.
При каких симптомах нужно сделать тест на катехоламины?
Симптомы у взрослых:
Что происходит во время теста на катехоламины?
При анализе на катехоламины исследуется моча или кровь. Анализ мочи проводится чаще, потому что уровень катехоламинов в крови быстро меняется, а также может зависеть от стресса во время тестирования.
Но анализ крови может быть полезен при диагностике опухоли феохромоцитомы.
Для анализа мочи на катехоламины лечащий врач просит пациента собрать всю мочу, выделяемую в течение 24 часов. Это называется 24-часовым анализом мочи. Для суточного анализа мочи лабораторный специалист предоставит контейнер для сбора мочи и инструкции по сбору и хранению образцов.
Инструкции по тестированию обычно включают следующие шаги:
Во время анализа крови медицинский работник возьмет образец крови из вены на руке с помощью небольшой иглы. После того как игла будет введена, небольшое количество крови будет собрано в пробирку или флакон. Обычно это занимает менее пяти минут.
Как подготовиться к тестированию?
Вас могут попросить:
Некоторые лекарства также могут влиять на уровень. Обязательно сообщите своему врачу обо всех принимаемых лекарствах.
Есть ли риски для теста?
Нет никакого риска при сдаче анализа мочи.
Риск сдачи анализа крови очень невелик. Может появиться легкая боль или синяк в месте введения иглы, но большинство симптомов быстро проходят.
Что означают результаты?
Пределы обнаружения: 10-100 пг/мл.
Если результаты показывают высокий уровень катехоламинов в моче или крови, это может означать, что имеется опухоль феохромоцитома, нейробластома или параганглиома. Если пациент лечится от одной из этих опухолей, то высокий уровень может означать, что лечение не эффективно.
Высокий уровень этих гормонов не всегда означает наличие опухоли. На уровень дофамина, норадреналина и адреналина могут влиять стресс, активные физические упражнения, кофеин, курение и алкоголь.
Что еще нужно знать о тестах на катехоламины?
Эти тесты могут помочь диагностировать определенные опухоли, но они не могут сказать злокачественная ли она. Большинство опухолей – нет. Если результаты анализа показали высокий уровень этих гормонов, то врач назначит дополнительные анализы. К ним относятся визуализационные тесты, такие как компьютерная томография или МРТ. Они могут помочь получить больше информации о подозреваемой опухоли.
Добавить комментарий Отменить ответ
Вы должны быть авторизованы, чтобы оставить комментарий.
Что такое катехоламины перечислите
Мозговое вещество надпочечников содержит хромаффинные клетки, названные так из-за избирательной окраски хромом.
По происхождению и функции они являются постганглионарными нейронами симпатической нервной системы, однако, в отличие от типичных нейронов, клетки надпочечников:
1) синтезируют больше адреналина, а не норадреналина (отношение у человека между ними 6:1);
2) накапливая секрет в гранулах, после поступления нервного стимула они немедленно выбрасывают гормоны в кровь. Регуляция секреции гормонов мозгового вещества надпочечников осуществляется благодаря наличию гипоталамо-симпатоадреналовой оси, при этом симпатические нервы стимулируют хромаффинные клетки через холинорецепторы, выделяя медиатор ацетилхолин.
Хромаффинные клетки являются частью общей системы нейроэндокринных клеток организма, или APUD-системы (Amine and amine Precursors Uptake and Decarboxylation), т. е. системы поглощения и декарбокси-лирования аминов и их предшественников.
К этой системе относятся нейросекреторные клетки гипоталамуса, клетки желудочно-кишечного тракта (энтериноциты), продуцирующие кишечные гормоны, клетки островков Лангерганса поджелудочной железы и К-клетки щитовидной железы.
Гормоны мозгового вещества — катехоламины — образуются из аминокислоты тирозина поэтапно: тирозин—ДОФА—дофамин-норадреналин— адреналин. Хотя надпочечник и секретирует значительно больше адреналина, тем не менее в состоянии покоя в крови содержится в четыре раза больше норадреналина, так как он поступает в кровь и из симпатических окончаний.
Секреция катехоламинов в кровь хромаффинными клетками осуществляется с обязательным участием Са2+, кальмодулина и особого белка синексина, обеспечивающего агрегацию отдельных гранул и их связь с фосфолипидами мембраны клетки.
Катехоламины называют гормонами срочного приспособления к действию сверхпороговых раздражителей среды.
Физиологические эффекты катехоламинов обусловлены различиями в адренорецепторах (альфа и бета) клеточных мембран, при этом адреналин обладает большим сродством к бета-адренорецепторам, а норадреналин — к альфа.
Чувствительность адренорецепторов к адреналину увеличивают гормоны щитовидной железы и глюкокортикоиды. Основные функциональные эффекты адреналина проявляются в виде:
1) учащения и усиления сердечных сокращений,
2) сужения сосудов кожи и органов брюшной полости,
3) повышения теплообразования в тканях,
4) ослабления сокращений желудка и кишечника,
5) расслабления бронхиальной мускулатуры,
6) стимуляции секреции ренина почкой,
7) уменьшения образования мочи,
8) повышения возбудимости нервной системы, скорости рефлекторных процессов и эффективности приспособительных реакций.
Адреналин вызывает мощные метаболические эффекты в виде усиленного расщепления гликогена в печени и мышцах из-за активации фосфорилазы, а также подавление синтеза гликогена, угнетение потребления глюкозы тканями, что в целом ведет к гипергликемии.
Адреналин вызывает активацию распада жира, мобилизацию в кровь жирных кислот и их окисление. Все эти эффекты противоположны действию инсулина, поэтому адреналин называют контринсулярным гормоном. Адреналин усиливает окислительные процессы в тканях и повышает потребление ими кислорода.
Таким образом, как кортикостероиды, так и катехоламины обеспечивают активацию приспособительных защитных реакций организма и их энергоснабжение, повышая устойчивость организма к неблагоприятным влияниям среды.
В мозговом веществе надпочечников, кроме катехоламинов, образуется и пептидный гормон адреномедуллин. Кроме мозгового вещества надпочечников и плазмы крови он выявлен в тканях легких, почек и сердца, а также эндотелиальных клетках сосудов. Этот пептид состоит у человека из 52 аминокислот. Основное действие гормона заключается в мощном сосудорасширяющем эффекте, в связи с чем его называют гипотензивным пептидом.
Второй физиологический эффект гормона заключается в подавлении продукции альдостерона клетками клубочковой зоны коры надпочечников. При этом пептид подавляет не только базальный, фоновый уровень образования гормона, но и его секрецию, стимулированную высоким уровнем калия в плазме крови или действием ангиотензина-II.
Параграф 105 катехоламины 1
Автор текста – Анисимова Елена Сергеевна. Авторские права защищены.
Курсив НЕ НУЖНО зубрить.
Замечания и отзывы можно прислать по почте exam_bch@mail.ru
https://vk.com/bch_5
ПАРАГРАФ 105: «Катехоламины»
105. 1. Определение катехоламинов.
105. 2. Отделы симпатико-адреналовой системы (САС).
105. 3. Функции симпатико-адреналовой системы:
105. 4. Защитное и патогенное действие катехоламинов.
105. 5. Причинами дефицита катехоламинов могут быть: …
105. 6. Причины избытка эффектов катехоламинов: …
105. 7. Синтез катехоламинов.
105. 8. Депонирование катехоламинов.
Как происходит поступление молекул катехоламинов в везикулы?
Создание низкого рН в везикулах.
105. 9. Освобождение катехоламинов. (Секреция).
Как происходит секреция катехоламинов? (ЭКЗОЦИТОЗ)
Секреция катехоламинов регулируется гормонами.
105. 10. Что происходит после секреции катехоламинов в синапсы:
I. Молекулы катехоламинов действуют на клетку-мишень:
II. Диффузия в кровь.
III. Действие катехоламинов на секретировавшую их клетку.
(аутоингибирование)
IV. Обратный захват (из синапсов)
V. Инактивация катехоламинов ферментами в нейронах.
VI. После секреции катехоламинов в кровь:
VII. Метаболизм катехоламинов.
(см. выше «инактивация катехоламинов ферментами в нейронах).
Где происходит инактивация катехоламинов? –
105. 1. Определение катехоламинов.
Катехоламины – это группа гормонов, к которой относятся ДОФАМИН, НОРАДРЕНАЛИН И АДРЕНАЛИН.
Но часто, говоря, «катехоламины», имеют в виду только норадреналин и адреналин.
Клетки и органы, которые вырабатываются катехоламины,
называют симпатико-адреналовой системой (САС)
(потому что к ней относятся симпатические нервы, адреналин,
но не только они – см. далее).
В САС выделяют отделы:
105. 2. Отделы симпатико-адреналовой системы (САС).
Определение САС:
Симпатико-адреналовой системой называют клетки и органы,
которые вырабатывают катехоламины:
головной мозг, симпатические нервы и мозговое вещество надпочечников.
Адреналин
синтезируется и секретируется мозговым веществом надпочечников,
секретируется в кровь.
Норадреналин
синтезируется нервными клетками, секретируется в синапсы,
а также секретируется окончаниями симпатических нервов,
поступая в итоге в кровь благодаря диффузии.
Дофамин
синтезируется нервными клетками, кишечником, сосудами и почками,
секретируется в кровь и синапсы (из нервных клеток).
Повреждение названных органов и клеток
может стать причиной дефицита катехоламинов и соответствующих симптомов.
Например, повреждения ряда клеток головного мозга приводит к дефициту дофамина в те синапсах, дефицит в которых приводит к паркинсонизму.
Отделы симпатико-адреналовой системы:
1. Нервные клетки, вырабатывающие катехоламины,
относятся к ЦЕНТРАЛЬНОМУ отделу САС.
В центральном отделе вырабатываются ДОФАМИН И НОРАДРЕНАЛИН
(но они вырабатываются и в других отделах).
2. Симпатические нервы относят к СИМПАТИЧЕСКОМУ отделу САС,
он вырабатывает НОРАДРЕНАЛИН.
3. Мозговое вещество надпочечников относят к ПЕРИФЕРИЧЕСКОМУ отделу САС.
Он вырабатывает АДРЕНАЛИН.
Таблица «Отделы симпатико-адреналовой системы».
гормоны Где синтезируется гормон Куда секретируется из синтезирующих клеток Отдел симпатико-адреналовой системы Куда поступает гормон для метаболизма
Дофамин В кишечнике, почках, сосудах В кровь В печень
В нервных клетках В синапсы Центральный
отдел САС В нервные
клетки (в них фермент МАО)
норадреналин В нервных клетках
головного мозга В нервные клетки (МАО)
В окончаниях симпатических нервов В синапсы,
из которых затем
норадреналин
диффундирует
в кровь Симпатический
отдел САС В печень
(в её клетках есть фермент
КОМТ для инактивации КА
В мозговом веществе надпочечников (немного) В кровь Периферический
отдел САС
адреналин В мозговом веществе надпочечников
105. 3. Функции симпатико-адреналовой системы:
выработка катехоламинов, которые, в свою очередь, участвуют в:
1 – в поддержании гомеостаза:
гомеостатическая функция САС,
2 – в адаптации организма к меняющимся условиям окружающей среды:
адаптационная функция САС,
3 – в поддержке функций организма при стрессах:
эмоциональных, болевых, при травмах, инфекциях и т.д.:
аварийная функция САС.
Функция САС – выработка и секреция катехоламинов.
Функции катехоламинов иногда относят к функциям САС.
105. 4. Защитное и патогенное действие катехоламинов.
Значение катехоламинов в патогенезе заключается в том,
что и избыток, и дефицит катехоламинов приводит к заболеваниям.
Патогенное действие катехоламинов проявляется в том, что
их избыток приводит к заболеваниям.
Например:
Дефицит норадреналина и дофамина может привести к ДЕПРЕССИИ,
(поэтому действие ряда антидепрессантов направлено на
повышение количества этих катехоламинов в синапсах головного мозга).
Избыток адреналина и норадреналина
(причинами которого является опухоли мозгового вещества надпочечников
или частые стрессы)
ПОВРЕЖДАЕТ СЕРДЦЕ (приводит к «утолщению» сердца – гипертрофии),
и СОСУДЫ, способствует атеросклерозу и развитию хронической сердечной недостаточности.
В норме катехоламины помогают организму выжить
при повышенных нагрузках,
стрессах, голоде, переохлаждении и т.д.
И справиться с задачами. Мобилизоваться для решения задач.
В основном за счёт повышения выработки энергии в клетках – АТФ и тепла.
О способах повышения выработки энергии в клетках – п.106.
105. 5. Причины дефицита катехоламинов:
Причинами дефицита катехоламинов (как и всех гормонов) могут быть:
1) МУТАЦИИ ГЕНОВ, кодирующих:
1.1. ферменты синтеза катехоламинов (п. 57, 76),
1.2. рецепторы катехоламинов и белки их СТС (п.92),
2) недостаточная активность клеток, вырабатывающих катехоламины, из-за повреждения клеток инфекциями, ядами и т.д.
3) – НАРУШЕНИЕ РЕГУЛЯЦИИ синтеза или секреции катехоламинов.
105. 6. Причины избытка эффектов катехоламинов:
1) повышенный синтез из-за повышенной активности ферментов
(из-за мутаций их генов) или из-за повышенной стимуляции синтеза,
2) повышенная активность рецепторов катехоламинов или белков их СТС (п.92),
3) замедленное поступление катехоламинов в клетки
из-за сниженной активности белков-транспортёров
(например, белков обратного захвата),
4) сниженная активность ферментов, которые должны инактивировать катехоламины – МАО и КОМТ (см. далее),
5) повышенная стимуляция синтеза или секреции катехоламинов.
105. 7. Синтез катехоламинов.
(См. п.68 и 63, файл «105 ТАБЛИЦЫ»)
Катехоламины синтезируются из аминокислоты ТИРОЗИН
при участии 4 ферментов и 5 витаминов: РР, В6, С, В12 и фолата.
Дефицит этих витаминов может стать
причиной снижения синтеза катехоламинов и дефицита катехоламинов,
а включение в пищу этих витаминов может улучшить синтез катехоламинов.
Источники тирозина (п.68):
1) расщепление белков пищи или белков организма,
2) синтез из аминокислоты фенилаланин,
которую организм тоже получает при расщеплении белков пищи или белков организма.
Превращение фенилаланина в тирозин (синтез тирозина) происходит
в результате присоединения одного атома кислорода,
в результате которого образуется гидроксильная (ОН) группа.
Эта реакция называется гидроксилированием фенилаланина,
катализируется ферментом фенилаланин/гидроксилазой,
требует участия кофакторов:
НАДФН (и витамина РР в его составе) и тетра/гидро/биопрерин (ТГБП).
При нарушении этой реакции
(из-за дефекта фермента
или отсутствия кофакторов,
в том числе из-за дефицита витамина РР)
проблемы возникают не из-за отсутствия тирозина
(так как тирозин можно получить при распаде белков),
а из-за избытка фенилаланина (см. п. 68).
Превращение тирозина в катехоламины.
1-я реакция синтеза катехоламинов:
превращение тирозина в ДОФА (ДигидрОксиФенилАланин)
в результате присоединения одного атома кислорода,
в результате которого образуется вторая ОН (гидроксильная) группа.
Реакция называется гидроксилированием тирозина,
катализируется ферментом, который называется гидроксилазой тирозина или тирозин/гидроксилазой.
Нужен кофермент НАДФН с витамином РР в его составе.
Реакция похожа на гидроксилирование фенилаланина.
2-я реакция синтеза катехоламинов (см. п.63):
превращение ДОФА в дофамин
в результате отщепления СОО атомов карбоксильной группы ДОФА.
Реакция называется декарбоксилированием ДОФА
и катализируется ферментом, который называется декарбоксилазой ДОФА
или ДОФА/декарбоксилазой.
Для реакции нужен витамин В6 в составе кофермента пиридоксаль/фосфата.
Дефицит в пище витамина В6
может привести к снижению скорости этой реакции
и вследствие этого дефициту дофамина и других катехоламинов,
а включение В6 в рацион (продуктов с В6: орехов, печени, яиц, бобовых, рыбы)
может повысить синтез дофамина
и повысить количество дофамина,
предотвратить следствия дефицита дофамина
(скуку, равнодушие, дефицит интереса к жизни и т.д.).
Не путать ДОФА и дофамин:
у ДОФА есть СОО атомы, которых нет у дофамина.
Синтез дофамина на этом заканчивается.
Но в симпатических нервах и мозговом веществе надпочечников есть ферменты, которые превращают дофамин в другие катехоламины.
3-я реакция синтеза катехоламинов:
превращение дофамина в норадреналин
в результате присоединения одного атома кислорода,
в результате чего образуется ОН (гидроксильная) группа.
Реакция называется гидроксилированием дофамина
и катализируется ферментом, который называется гидроксилазой дофамина
или дофамин/гидроксилазой.
Для работы этого фермента (и протекания этой реакции)
нужен витамин С (аскорбат).
Дефицит в пище витамина С может привести к снижению скорости этой реакции
и дефициту норадреналина и адреналина,
а включение витамина С в рацион (продуктов с С: шиповника, капусты и т.д. – см. п.17)
может повысить синтез норадреналина
и повысить количество норадреналина,
предотвратить следствия дефицита норадреналина
(рассеянность, невнимательность, снижение памяти и т.д.).
4-я реакция (есть только в мозговом веществе надпочечников):
превращение норадреналина в адреналин
в результате присоединения метильной группы (-СН3) к норадреналину.
Способ присоединения метильной группы – перенос от SAM:
S-аденозиЛ/метионина (основного источника метильных групп),
то есть трансметилирование (см. п. 68).
Реакция называется метилированием норадреналина,
и катализируется ферментом, который называется переносчиком метила на норадреналин:
норадреналин/метил/трансферазой.
Чтобы реакция протекала с нужной скоростью
и давала нужное количество адреналина,
нужно достаточное количество SAM,
а для этого в пище должно быть много метионина или витаминов В12 и фолат – см. п.68.
105. 8. Депонирование катехоламинов.
После синтеза молекулы катехоламинов накапливаются в ВЕЗИКУЛАХ
(пузырьках, окружённых мембраной, секреторных гранулах),
в которых хранятся до тех пор, пока не понадобится секреция данного катехоламина.
Эти везикулы выполняют функцию запасных депо катехоламинов.
Депонирование – это накопление катехоламинов в везикулах-депо.
Как происходит поступление молекул катехоламинов в везикулы?
Молекулы катехоламинов поступают внутрь «пузырьков» (секреторных гранул)
с помощью специальных белков,
против градиента концентрации катехоламинов.
Создание низкого рН в везикулах.
Внутри везикул создаётся кислая среда (низкий рН, высокая концентрация протонов Н+)
за счёт транспорта протонов (Н+)
в везикулы из гиалоплазмы
через мембрану везикул
специальными транспортными белками
против градиента концентрации протонов.
(То есть происходит активный транспорт протонов).
Источником энергии для транспорта протонов в везикулы
является расщепление АТФ.
Белки, которые осуществляют транспорт протонов против градиента протонов,
называются протонными АТФ-азами или протонными помпами.
105. 9. Освобождение катехоламинов. (Секреция).
Говоря «освобождение катехоламинов», имеют в виду
выделение (секрецию) молекул (секрецию молекул) катехоламинов
из синтезировавших их клеток в синапс или в кровь.
Как происходит секреция катехоламинов? (ЭКЗОЦИТОЗ)
Везикулы с молекулами катехоламинов (в которых они депонируются)
перемещаются к ципоплазматической мембране, и их мембрана сливается с цитоплазматической мембраной (липиды мембраны везикул встраиваются в цитоплазматическую мембрану). В результате слияния мембран содержимое везикул оказывается вне клетки (в данном случае молекулы катехоламинов).
Такой способ поступления веществ из клетки во внеклеточную среду
Называется ЭКЗОЦИТОЗОМ.
Перемещение везикул к цитоплазматической мембране происходит
с участием ионов кальция (п.114) и белков цитоскелета, в том числе с участием актина.
Если секреция происходит в синапс, то участок цитоплазматической мембраны, в котором происходит секреция катехоламинов, называется пресинаптической мембраной.
Секреция катехоламинов регулируется гормонами.
Благодаря регуляции секреции данный катехоламин секретируется
(поступает в кровь или синапс)
тогда, когда данный катехоламин нужен в синапсе или в крови.
Сигналом для секреции катехоламинов является
связывание определённого вещества (нейрогормона, нейромедиатора – см. п.91)
с рецепторами, находящимися на мембране секретирующей клетки
(на пресинаптической мембране).
Гормоны, регулирующие секрецию катехоламинов,
в свою очередь тоже секретируются другими клетками.
Нарушение регуляции катехоламинов секреции может стать причиной дефицита или избытка катехоламинов и соответствующих симптомов.
105. 10. Что происходит после секреции катехоламинов в синапсы:
I. Молекулы катехоламинов действуют на клетку-мишень:
1) молекулы катехоламинов
диффундируют в пространстве синапса к мембране другой клетки
(эта мембрана называется постсинаптической) – клетке-МИШЕНИ;
2) достигнув постсинаптической мембраны,
молекулы катехоламинов связываются со своими рецепторами,
расположенными на поверхности постсинаптической мембраны клетки-мишени;
3) связывание катехоламинов со своими рецепторами на постсинаптической мембране
приводит к изменению процессов в клетке-мишени
(в той клетке, на цитоплазматической мембране которой находятся рецепторы).
При этом наблюдается паракринное действие катехоламинов – п.91.
Изменение процессов в клетках является
ответом клетки на связывание гормонов с рецепторами.
В этом же изменении процессов заключается и эффект гормона.
Какие эффекты катехоламинов возникают при связывании катехоламинов со своими рецепторами – в п.106.
II. Диффузия в кровь.
Из синапсов молекулы катехоламинов могут ДИФФУНДИРОВАТЬ В КРОВЬ:
основное количество норадреналина в крови –
это молекулы норадреналина, которые диффундировали в кровь из синапсов,
в которые были секретирован окончаниями симпатических нервов.
В крови норадреналин является дистантным гормоном,
проявляет эндокринное действие – см. п.106.
III. Действие катехоламинов на секретировавшую их клетку.
(аутоингибирование)
Молекулы катехоламинов могут связываться с рецепторами,
расположенными на мембране секретировавшей их клетки
(то есть на пресинаптической мембране).
Обычно это приводит к СНИЖЕНИЮ ДАЛЬНЕЙШЕЙ СЕКРЕЦИИ катехоламинов, что
1) предотвращает накопление в синапсе
избыточного количества катехоламинов
2) и предотвращает «истощение» секретирующей клетки,
3) а также предотвращает избыточное действие катехоламинов на клетки-мишени.
Это явление снижения секреции гормона
под действием этого же гормона
называется «самоторможением» или АУТОИНГИБИРОВАНИЕМ.
Рецепторы, через которые молекулы норадреналина
снижают секрецию других молекул норадреналина,
называются ;2 (альфа-два) адренорецепторами.
При аутоингибировании проявляется аутокринное действие катехоламинов:
то есть действие, когда гормон влияет на ту же клетку, которая его секретировала.
Блокада ;2-рецепторов привела бы к тому, что скорость секреции катехоламинов не снизилась бы,
что привело бы к повышению количества катехоламина в синапсе.
IV. Обратный захват (из синапсов)
Молекулы катехоламинов могут поступать обратно
в секретировавшую их клетку –
этот процесс называется ОБРАТНЫМ ЗАХВАТОМ.
Обратный захват осуществляется определёнными белками,
которые переносят молекулы катехоламинов
через пресинаптическую мембрану
с внешней стороны мембраны на внутреннюю.
После обратного захвата
молекулы катехоламинов снова «закачиваются» в везикулы,
как и новосинтезированные молекулы катехоламинов,
то есть депонируются.
Это даёт возможность синтезировать меньше катехоламинов,
то есть позволяет клетке экономить.
Но часть молекул катехоламинов разрушается – см. далее.
Кроме того, обратный захват помогает
1) предотвратить накопление в синапсе
избыточного количества катехоламинов
2) и предотвратить «истощение» секретирующей клетки,
3) а также предотвратить избыточное действие катехоламинов на клетки-мишени (так как их меньше становится в синапсе)
Как и все белки, белки, осуществляющие обратный захват,
можно ингибировать определёнными веществами-ингибиторами
и тем самым снижать скорость обратного захвата.
Снижение скорости обратного захвата
приводит к повышению концентрации катехоламинов в синапсе,
повышает вероятность связывания катехоламинов с рецепторами постсинаптической мембраны клетки-мишени,
усиливает эффекты катехоламинов, в том числе те эффекты, которые снижают депрессию.
Ингибиторы обратного захвата применяются
при лечении некоторых эндогенных депрессий –
см. файл «99 БИОХИМИЯ СЧАСТЬЯ ПРИЛОЖЕНИЕ».
V. Инактивация катехоламинов ферментами в нейронах.
После обратного захвата часть молекул катехоламинов
подвергается действию фермента, которые называется моноамин/оксидазой (МАО).
Реакции МАО относят к метаболизму катехоламинов.
В результате действия МАО образуются вещества,
не способные вызывать те эффекты, которые вызывают катехоламины,
поэтому говорят, что
метаболизм катехоламинов приводит к инактивации катехоламинов,
то есть к потере активности к молекул бывших катехоламинов.
Ингибирование МАО (ингибиторами МАО) приводит
к снижению скорости реакций инактивации катехоламинов.
Это, как и ингибирование белков обратного захвата,
приводит к повышению концентрации катехоламинов в синапсах
и снижению симптомов эндогенных депрессий.
Упрощённо говоря, фермент МАО – депрессант (фактор, ведущий к депрессии),
а ингибиторы МАО (как и ингибиторы обратного захвата) – антидепрессанты.
Витамин В1 тоже ингибирует МАО – это одна из причин,
по которым В1 препятствует депрессии (является антидепрессантом).
И одна из причин того, что дефицит витамина В1 приводит к депрессии – п.11.
VI. После секреции катехоламинов в кровь:
молекулы катехоламинов транспортируются
с током крови к разным органам,
связываются на мембранах клеток разных органов
со своими рецепторами,
что приводит к возникновению эффектов катехоламинов.
Рецепторы катехоламинов есть на мембранах большинства клеток,
поэтому катехоламины относят к гормонам универсального действия.
Катехоламины могут быть:
1) дистантными гормонами,
2) нейрогормонами (дофамин и норадреналин),
3) местными гормонами.
Могут участвовать:
1) в нейрокринной регуляции,
2) нейрокринной,
3) паракринной и
4) аутокринной (см. аутоингибирование) – п. 91.
VII. Метаболизм катехоламинов.
(см. выше «инактивация катехоламинов ферментами в нейронах).
Метаболизм катехоламинов – это реакции,
в которые вступают катехоламины (уже после своего синтеза).
В результате этих реакций катехоламины превращаются в неактивные вещества,
то есть метаболизм приводит к инактивации катехоламинов
и именно для этой инактивации и нужен.
Значение метаболизма катехоламинов –
оно инактивирует катехоламины,
что позволяет организму быстро снизить концентрацию катехоламинов
в крови или синапсах,
что предотвращает избыточное влияние катехоламинов на организм,
в том числе предотвращает патогенное действие катехоламинов:
например, защищает сердце от повреждения катехоламинами.
Где происходит инактивация катехоламинов? –
1) в клетках, которые синтезируют катехоламины – после обратного захвата
(см. выше), под действием фермента МАО – см. выше;
2) в клетках ПЕЧЕНИ под действием фермента КОМТ,
который переносит метильную группу на молекулы катехоламинов (на атом кислорода)
и поэтому называется Катехол-О-Метил-Трансферазой.
Источником метильной группы для фермента КОМТ
(как и при большинстве процессов (транс)метилирования)
является аминокислота МЕТИОНИН (п.68),
соединенная с аденозилом – S/аденозил/метионин = SAM,
то есть активная форма метионина.
Для поддержания концентрации SAM нужны витамины фолат и В12.
Поэтому достаточное количество метионина, витаминов фолата и В12 в пище
способствует своевременной инактивации катехоламинов
и защищает организм от вреда катехоламинов.