Connessioni tra il sistema endocrino e quello nervoso. Classificazione e meccanismo d'azione delle catecolamine

Le catecolamine sono sostanze fisiologicamente attive che possono presentarsi sia come mediatori che come ormoni. Sono molto importanti nel controllo e nelle interazioni molecolari tra le cellule nell'uomo e negli animali. Le catecolamine vengono prodotte per sintesi nelle ghiandole surrenali, più precisamente nel loro midollo.

Tutto attività più elevata l'attività umana associata al funzionamento e all'attività delle cellule nervose viene svolta con l'aiuto di queste sostanze, poiché i neuroni le utilizzano come intermediari (neurotrasmettitori) che trasmettono gli impulsi nervosi. Non solo la resistenza fisica, ma anche quella mentale dipende dal metabolismo delle catecolamine nel corpo. Ad esempio, non solo la velocità del pensiero, ma anche la sua qualità dipende dalla qualità dei processi metabolici di queste sostanze.

L'umore di una persona, la velocità e la qualità della memorizzazione, la reazione dell'aggressività, le emozioni e il tono energetico generale del corpo dipendono da quanto attivamente la catecolamina viene sintetizzata e utilizzata nel corpo. Le catecolamine innescano anche processi di ossidazione e riduzione nell'organismo (carboidrati, proteine ​​e grassi), che liberano l'energia necessaria per nutrire le cellule nervose.

Le catecolamine si trovano in quantità piuttosto elevate nei bambini. Ecco perché sono più mobili, emotivamente ricchi e facili da imparare. Tuttavia, con l'età, il loro numero diminuisce in modo significativo, il che è associato ad una diminuzione della sintesi delle catecolamine sia nel sistema nervoso centrale che in quello periferico. Ciò è associato a un rallentamento dei processi mentali, al deterioramento della memoria e al calo dell'umore.

Ora le catecolamine comprendono quattro sostanze, tre delle quali sono neurotrasmettitori cerebrali. La prima sostanza è un ormone, ma non un trasmettitore, e si chiama serotonina. Contenuto nelle piastrine. La sintesi e lo stoccaggio di questa sostanza avviene in strutture cellulari tratto gastrointestinale. È da lì che viene trasportato nel sangue e inoltre, sotto il suo controllo, avviene la sintesi biologica sostanze attive.

Se i suoi livelli nel sangue aumentano di 5-10 volte, ciò potrebbe indicare la formazione di tumori ai polmoni, all'intestino o allo stomaco. Allo stesso tempo, in un test delle urine, gli indicatori dei prodotti di degradazione della serotonina aumenteranno significativamente. Dopo Intervento chirurgico e il tumore viene eliminato, questi indicatori nel plasma sanguigno e nelle urine ritornano alla normalità. Il loro ulteriore studio aiuta a escludere possibile ricaduta o la formazione di metastasi.

Ragioni meno possibili per l'aumento della concentrazione di serotonina nel sangue e nelle urine sono: attacco cardiaco acuto miocardio, cancro ghiandola tiroidea, speziato blocco intestinale ecc. È anche possibile una diminuzione della concentrazione di serotonina, che indica sindrome di Down, leucemia, ipovitaminosi B6, ecc.

La dopamina è il secondo ormone del gruppo delle catecolamine. Un neurotrasmettitore cerebrale sintetizzato in speciali neuroni cerebrali responsabili della regolazione delle sue funzioni di base. Stimola l'espulsione del sangue dal cuore, migliora il flusso sanguigno, dilata i vasi sanguigni, ecc. Con l'aiuto della dopamina, il livello di glucosio nel sangue di una persona aumenta perché ne impedisce l'utilizzo, stimolando contemporaneamente il processo di degradazione del glicogeno.

Importante è anche la funzione regolatrice nella formazione dell’ormone della crescita umano. Se viene visualizzato un test delle urine contenuto aumentato dopamina, questo può indicare la presenza di un tumore ormonalmente attivo nel corpo. Se gli indicatori sono ridotti, la funzione motoria del corpo è compromessa (sindrome di Parkinson).

Un ormone altrettanto importante è la norepinefrina. Nel corpo umano è anche un neurotrasmettitore. È sintetizzato dalle cellule delle ghiandole surrenali, dalle terminazioni del sistema nervoso sinottico e dalle cellule del sistema nervoso centrale dalla dopamina. La sua quantità nel sangue aumenta in uno stato di stress, grande attività fisica. stress, sanguinamento e altre situazioni che richiedono una risposta immediata e un adattamento a nuove condizioni.

Lui ha effetto vasocostrittore e influenza principalmente l'intensità (velocità, volume) del flusso sanguigno. Molto spesso questo ormone è associato alla rabbia, poiché quando viene rilasciato nel sangue si verifica una reazione aggressiva e aumenta la forza muscolare. Il volto di una persona aggressiva diventa rosso proprio a causa del rilascio di norepinefrina.

L'adrenalina è un neurotrasmettitore molto importante nel corpo. L'ormone principale è contenuto nelle ghiandole surrenali (il loro midollo) e lì sintetizzato dalla norepinefrina.

Associato alla reazione della paura, poiché con uno spavento acuto la sua concentrazione aumenta notevolmente. Di conseguenza, la frequenza aumenta frequenza cardiaca, aumenta la pressione sanguigna, aumenta il flusso sanguigno coronarico e aumenta la concentrazione di glucosio.

Provoca anche vasocostrizione della pelle, delle mucose e degli organi cavità addominale. In questo caso, il viso della persona potrebbe diventare notevolmente pallido. L'adrenalina aumenta la resistenza di una persona in uno stato di eccitazione o paura. Questa sostanza è un doping importante per l'organismo e pertanto, maggiore è la sua quantità nelle ghiandole surrenali, più la persona è attiva fisicamente e mentalmente.

Studio dei livelli di catecolamine

Attualmente, il risultato del test delle catecolamine è indicatore importante presenza di tumori o altro malattie gravi corpo. Per studiare la concentrazione di catecolamine nel corpo umano vengono utilizzati due metodi principali:

1. Catecolamine nel plasma sanguigno. Questo metodo la ricerca è la meno popolare, poiché la rimozione di questi ormoni dal sangue avviene istantaneamente, e uno studio accurato è possibile solo se effettuato al momento complicanze acute(Per esempio, crisi ipertensiva). Di conseguenza, è estremamente difficile portare avanti tali ricerche nella pratica.
2. Analisi delle urine per le catecolamine. Nell'esame delle urine vengono esaminati gli ormoni 2, 3 e 4 del nostro elenco presentato in precedenza. Di norma, viene esaminata l'urina quotidiana e non un campione una tantum, poiché durante un giorno una persona può essere esposta a situazioni stressanti, affaticamento, caldo, freddo, attività fisica. carichi, ecc., che provoca il rilascio di ormoni e aiuta a ottenere informazioni più dettagliate. Lo studio comprende non solo la determinazione del livello di catecolamine, ma anche dei loro metaboliti, il che aumenta significativamente l'accuratezza dei risultati. Dovresti prendere sul serio questo studio ed escludere tutti i fattori che distorcono i risultati (caffeina, adrenalina, esercizio fisico e stress, etanolo, nicotina, vari farmaci, cioccolato, banane, latticini).

I dati dei risultati della ricerca possono essere influenzati da molti fattori esterni. Pertanto, in combinazione con le analisi posto importante occupare fisico e condizione emotiva il paziente, quali farmaci assume e cosa mangia. Una volta eliminati i fattori indesiderati, lo studio viene ripetuto per garantire una diagnosi accurata.

Sebbene i test per la concentrazione delle catecolamine nel corpo umano possano aiutare a individuare un tumore, purtroppo non sono in grado di mostrare l'esatta localizzazione della sua origine e la sua natura (benigna o maligna). Inoltre non mostrano il numero di tumori formati.

Le catecolamine sono sostanze essenziali per il nostro organismo. Grazie alla loro presenza possiamo far fronte allo stress, al sovraccarico fisico e aumentare la nostra attività fisica, mentale ed emotiva. I loro indicatori ci avviseranno sempre tumori pericolosi o malattie. In risposta, devi solo prestare loro sufficiente attenzione ed esaminare tempestivamente e responsabilmente la loro concentrazione nel corpo.

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06.02.2013

Catecolamine e metabolismo dei neurotrasmettitori

Catecolamine - si tratta di sostanze fisiologicamente attive che sono mediatori (noradrenalina, dopamina, serotonina) e ormoni (adrenalina, norepinefrina). Le principali funzioni regolatrici delle catecolamine vengono svolte attraverso la midollare del surrene e i neuroni adrenergici specializzati.

Tutte le forme superiori di comportamento umano sono associate all'attività vitale delle cellule nervose che sintetizzano le catecolamine. I neuroni utilizzano le catecolamine come neurotrasmettitori (messaggeri) che trasmettono gli impulsi nervosi.

Lo scambio di catecolamine nel corpo è un anello chiave sia nelle prestazioni mentali che fisiche, sia nella velocità del pensiero che nella sua qualità. Abilità creative: la capacità di pensiero astratto e artistico, di analisi e di sintesi dipende direttamente dal metabolismo delle catecolamine. Ciò è determinato dall'attività di sintesi e liberazione delle catecolamine processi complessi, come ricordare e riprodurre informazioni, reazione aggressiva, umore, emotività, livello generale potenziale energetico, comportamento sessuale, ecc. Come più quantità catecolamine sintetizzate e secrete, migliore è l'umore, le prestazioni, livello generale attività, velocità di pensiero. Le catecolamine hanno un effetto mobilizzante sulle riserve energetiche delle cellule nervose. Attivano i processi redox nel corpo, "innescano" la combustione delle fonti di energia - prima di tutto carboidrati, poi grassi e proteine.

Maggior parte alto livello catecolamine (per unità di peso corporeo) nei bambini. I bambini differiscono dagli adulti principalmente per la loro altissima emotività e mobilità e per la capacità di cambiare rapidamente pensiero. Nei bambini buona memoria, elevata capacità di apprendimento e prestazioni.

Con l’età rallenta la sintesi delle catecolamine sia nel sistema nervoso centrale che in quello periferico, il che è probabilmente associato all’invecchiamento membrane cellulari, declino generale sintesi proteica nel corpo. Come risultato di una diminuzione del livello di catecolamine nel corpo, la velocità dei processi mentali diminuisce, l'umore peggiora e la depressione aumenta.

Le catecolamine aumentano direttamente o indirettamente l'attività ghiandole endocrine, stimolano l'ipotalamo e la ghiandola pituitaria. Con qualsiasi lavoro faticoso, in particolare il lavoro fisico, aumenta il contenuto di catecolamine nel sangue. Questa è una reazione adattativa del corpo a qualsiasi tipo di stress. E quanto più pronunciata è la reazione, tanto più corpo migliore si adatta, più velocemente si raggiunge lo stato di forma fisica. Con intenso lavoro fisico aumento della temperatura corporea, aumento della frequenza cardiaca, ecc. causati dal rilascio nel sangue grande quantità catecolamine.

Attualmente sono note le seguenti catecolamine:
-adrenalina
-norepinefrina
- dopamina
- serotonina

Tra le catecolamine, i neurotrasmettitori cerebrali sono:
-norepinefrina
- serotonina
- dopamina

Adrenalina - un ormone prodotto dalle ghiandole surrenali. È chiamato “l’ormone della paura” perché quando si ha paura, a causa del forte rilascio di adrenalina nel sangue, spesso il cuore comincia a battere. Il rilascio di adrenalina avviene con qualsiasi forte eccitazione o attività fisica intensa. L'adrenalina aumenta la permeabilità delle membrane cellulari al glucosio, migliora la scomposizione dei carboidrati (glicogeno) e dei grassi e provoca vasocostrizione degli organi addominali, della pelle e delle mucose; Restringe i vasi sanguigni in misura minore muscoli scheletrici. La pressione sanguigna aumenta sotto l'influenza dell'adrenalina. Se una persona è spaventata o eccitata, la sua resistenza aumenta notevolmente. L'adrenalina è un doping attivo corpo umano. Maggiore è la riserva di adrenalina nelle ghiandole surrenali, maggiore è la prestazione fisica e mentale.

Noradrenalina - è una catecolamina, prodotta principalmente dalle cellule della midollare del surrene e del sistema nervoso simpatico. La sua secrezione e il rilascio nel sangue aumentano durante lo stress, il sanguinamento, il lavoro fisico pesante e altre situazioni che richiedono una rapida ristrutturazione del corpo. Poiché la norepinefrina ha un forte effetto vasocostrittore, il suo rilascio nel sangue svolge un ruolo chiave nella regolazione della velocità e del volume del flusso sanguigno. A differenza dell’adrenalina, la norepinefrina è chiamata “l’ormone della rabbia” perché Come risultato del rilascio di norepinefrina nel sangue, si verifica sempre una reazione aggressiva e la forza muscolare aumenta in modo significativo. Se il viso di una persona diventa pallido a causa dell'adrenalina, diventa rosso a causa della norepinefrina.

Dopamina - uno dei mediatori dell'eccitazione nelle sinapsi del sistema nervoso centrale. La dopamina è sintetizzata in neuroni specializzati nel cervello responsabili della sua regolazione funzioni essenziali. Nella biosintesi, la dopamina è un precursore della norepinefrina. Provoca un aumento gittata cardiaca, ha un effetto vasodilatatore, migliora il flusso sanguigno, ecc. Stimolando la degradazione del glicogeno e sopprimendo l'utilizzo del glucosio da parte dei tessuti, la dopamina provoca un aumento della concentrazione di glucosio nel sangue. È coinvolto nella regolazione della formazione dell'ormone della crescita e nell'inibizione della secrezione di prolattina. La sintesi insufficiente di dopamina causa un disturbo funzione motoria- La sindrome di Parkinson. Un forte aumento dell'escrezione di dopamina e dei suoi metaboliti nelle urine si osserva nei tumori ormonalmente attivi. Con l'ipovitaminosi da vitamina B6, il contenuto di dopamina aumenta nel tessuto cerebrale e compaiono i suoi metaboliti, che normalmente sono assenti.

Serotonina - una catecolamina presente principalmente nelle piastrine. Inoltre, circa il 90% di questa sostanza viene sintetizzata e immagazzinata in speciali cellule del tratto gastrointestinale, da dove la serotonina entra nel sangue e si deposita nelle piastrine. La serotonina provoca l'aggregazione piastrinica, ha un effetto significativo sulla sintesi di sostanze biologicamente attive nell'ipotalamo e influenza il funzionamento delle ghiandole endocrine.

Nella pratica clinica, determinare il livello di serotonina nel sangue è più informativo quando neoplasie maligne stomaco, intestino e polmoni, in cui questo indicatore supera la norma di 5-10 volte. In questo caso, nelle urine viene rilevato un aumento del contenuto di prodotti metabolici della serotonina. Dopo il trattamento chirurgico radicale del tumore, si verifica la completa normalizzazione di questi indicatori e, pertanto, lo studio della dinamica dei livelli di serotonina nel sangue e nelle urine quotidiane consente di valutare l'efficacia della terapia e identificare ricadute o metastasi. Altri possibili ragioni aumenti della concentrazione di serotonina nel sangue e nelle urine sono cancro alla tiroide, ostruzione intestinale acuta, infarto miocardico acuto, ecc.

Una diminuzione dei livelli di serotonina si osserva nella leucemia, nell'ipovitaminosi B6, nella sindrome di Down, ecc.

I moderni laboratori offrono una serie di studi per identificare i disturbi del metabolismo delle catecolamine.

Quando si studiano le catecolamine, è utile determinare non solo il loro livello nel plasma sanguigno, ma anche la loro escrezione nelle urine. Tuttavia, va notato che ogni metodo presenta i suoi svantaggi. Pertanto, nel sangue avviene un'eliminazione abbastanza rapida delle catecolamine e risultati affidabili può essere ottenuto se viene prelevato il sangue questo studio essere effettuato al momento del chiarimento manifestazioni cliniche(crisi ipertensiva, ecc.), cosa che non sempre è fattibile nella pratica.

La determinazione delle catecolamine nelle urine potrebbe non essere sufficientemente informativa se il paziente ha una funzionalità renale compromessa. Pertanto, la maggior parte migliore opzione: studio dell'adrenalina e della norepinefrina nel sangue con determinazione simultanea della loro escrezione nelle urine.

La concentrazione nel plasma sanguigno e nelle urine è determinata non solo dalle catecolamine sopra indicate, ma anche dai loro metaboliti:

Il VMA (acido vanilmandelico) è il principale metabolita dell'adrenalina e della norepinefrina;
- HVA (acido omovanillico) - il principale metabolita della dopamina;
- 5-HIAA (acido 5-idrossiindolacetico) è il principale metabolita della serotonina.

Il rilevamento dei livelli di catecolamine nel tempo consente non solo di diagnosticare malattie come il feocromocitoma ( tumore maligno ghiandole surrenali), neoblastoma, sindrome di Parkinson, stabilirne le cause ipertensione arteriosa e ipotensione, insufficienza circolatoria, disturbi del ritmo cardiaco, angina pectoris, infarto del miocardio, ma anche per monitorare l'efficacia della terapia.

Lo stress grave e lo stress mentale riducono il contenuto di catecolamine nel sistema nervoso centrale. Utilizzando metodi diagnostici clinici, è possibile monitorare l'efficacia del trattamento con antidepressivi e antipsicotici per la depressione mentale.

Durante i periodi di forte stress (compresi quelli maggiori attività fisica) si verifica un rilascio massiccio di catecolamine dal deposito. A volte tale rilascio raggiunge livelli tali che il deposito di catecolamine si esaurisce e la cellula nervosa stessa non può più compensare la loro carenza. Non c’è niente di peggio dell’esaurimento delle catecolamine nel sistema nervoso centrale (“esaurimento del sistema nervoso”), cioè. deplezione dei depositi di catecolamine nelle cellule nervose. In questo caso, una persona soffre di molte malattie diverse. Sta invecchiando velocemente, perché... Senza una quantità sufficiente di catecolamine nel corpo, non avviene l'autorinnovamento delle strutture cellulari.

Ripristinare le riserve del sistema nervoso centrale senza razionale terapia farmacologica impossibile. Esistono diversi modi per ripristinare le riserve di catecolamine nelle cellule nervose:

1. Somministrazione di piccole dosi di catecolamine;

2. Introduzione dei precursori delle catecolamine nell'organismo;

3. Somministrazione di farmaci che potenziano la sintesi delle catecolamine nel sistema nervoso centrale.

Quasi tutte le catecolamine attualmente conosciute sono classificate come agenti dopanti. Non sono considerate doping solo sostanze come l'adrenalina, la paraadrenalina e la dopamina. Il doping comprende le anfetamine, che aumentano significativamente la resistenza e sono utilizzate particolarmente ampiamente in quegli sport in cui sono richieste resistenza, velocità di reazione, ecc.; efedrina, che brucia bene il tessuto adiposo, ma non influisce sul tessuto muscolare e altre catecolamine.

La moderna farmacologia ha fatto molto: con il suo aiuto possiamo intervenire sia nella sintesi delle singole catecolamine che nell'attività dell'intero sistema simpatico-surrenale nel suo complesso. Aumentando l'attività dei sistemi delle catecolamine, possiamo ottenere un aumento delle prestazioni atletiche che prima potevamo solo sognare. Alcune catecolamine a piccole dosi hanno un effetto anabolico, favorendo la crescita muscolare massa muscolare e forza.

Il laboratorio diagnostico clinico DiaLab offre agli atleti e alle persone seriamente impegnate nello sport il monitoraggio del metabolismo delle catecolamine al fine di distribuire correttamente i carichi di allenamento e prevenire l'esaurimento delle riserve di catecolamine.

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introduzione

Come il lobo posteriore della ghiandola pituitaria, la midollare del surrene è un derivato tessuto nervoso. Può essere considerato una continuazione del sistema nervoso simpatico, poiché le fibre pregangliari del nervo splancnico terminano sulle cellule cromaffini della midollare del surrene.

Queste cellule hanno preso il nome perché contengono granuli che diventano rossi con bicromato di potassio. Tali cellule si trovano anche nel cuore, nel fegato, nei reni, nelle gonadi, nei neuroni postgangliari del sistema nervoso simpatico e nel sistema nervoso centrale.

Quando il neurone pregangliare viene stimolato, le cellule cromaffini producono catecolamine: dopamina, epinefrina e norepinefrina.

Nella maggior parte delle specie animali, le cellule cromaffini secernono principalmente adrenalina (~80%) e in misura minore norepinefrina.

Di struttura chimica le catecolamine sono 3,4-diidrossi derivati ​​della feniletilammina. Il precursore immediato degli ormoni è la tirosina.

Ormone cerebrale catecolamina della ghiandola surrenale

Sintesi e secrezione delle catecolamine

La sintesi delle catecolamine avviene nel citoplasma e nei granuli delle cellule della midollare del surrene (Fig. 11-22). Nei granuli vengono immagazzinate anche le catecolamine.

Le catecolamine entrano nei granuli mediante il trasporto ATP-dipendente e vengono immagazzinate in essi in complesso con l'ATP in un rapporto 4:1 (ormone-ATP). Granuli diversi contengono catecolamine diverse: alcuni contengono solo epinefrina, altri contengono noradrenalina e altri ancora contengono entrambi gli ormoni.

La secrezione degli ormoni dai granuli avviene per esocitosi. Le catecolamine e l'ATP vengono rilasciate dai granuli nello stesso rapporto in cui sono immagazzinate nei granuli. A differenza di nervi simpatici, le cellule della midollare del surrene non dispongono di un meccanismo per la ricaptazione delle catecolamine rilasciate.

Nel plasma sanguigno, le catecolamine formano un fragile complesso con l'albumina. L'adrenalina viene trasportata principalmente al fegato e ai muscoli scheletrici. La noradrenalina si forma principalmente negli organi innervati dai nervi simpatici (80% del totale). La norepinefrina raggiunge i tessuti periferici solo in piccole quantità. T1/2 di catecolamine - 10-30 s. La maggior parte delle catecolamine viene rapidamente metabolizzata in vari tessuti con la partecipazione di enzimi specifici. Solo una piccola parte di adrenalina (~5%) viene escreta nelle urine.

Solo una piccola parte di adrenalina (meno del 5%) viene escreta nelle urine. Catecolamine rapidamente

Riso. 49.2. Schema della biosintesi delle catecolamine. TG-tirosina idrossilasi; DD-DOPA decarbossilasi; FNMT - fenilganolamina-GM-metiltransferasi; DBH-dopamina-R-idrossilasi; ATP-adenosina trifosfato. La biosintesi delle catecolamine avviene nel citoplasma e in vari granuli di cellule della midollare del surrene. Alcuni granuli contengono epinefrina (A), altri contengono norepinefrina (NA) e alcuni contengono entrambi gli ormoni. Dopo la stimolazione viene rilasciato l'intero contenuto dei granuli fluido extracellulare(VKZH).

metabolizzato dalla catecol-O-metiltransferasi e dalla monoaminossidasi per formare prodotti inattivi O-metilati e deamminati (Fig. 49.3). La maggior parte delle catecolamine fungono da substrati per entrambi questi enzimi e queste reazioni possono verificarsi in qualsiasi sequenza.

La catecol-O-metiltransferasi (COMT) è un enzima citosolico presente in molti tessuti. Catalizza l'addizione di un gruppo metilico, solitamente nella terza posizione (meta posizione) dell'anello benzenico di varie catecolamine. La reazione richiede la presenza di un catione bivalente e di S-adenosilmetionina come donatore di gruppi metilici. Come risultato di questa reazione, a seconda del substrato utilizzato, si formano acido omovanillico, normetanefrina e metanefrina.

La monoaminossidasi (MAO) è un'ossidoreduttasi che deamina le monoammine. Si trova in molti tessuti, ma nelle concentrazioni più elevate: nel fegato, nello stomaco, nei reni e nell'intestino. Descritto da almeno due isoenzimi MAO: MAO-A del tessuto nervoso, che deamina serotonina, adrenalina e norepinefrina, e MAO-B di altri tessuti (non nervosi), più attivo contro -feniletilamina e benzilammina. La dopamina e la tiramina vengono metabolizzate in entrambe le forme. La questione del collegamento tra disturbi affettivi e un aumento o diminuzione dell'attività di questi isoenzimi. Gli inibitori MAO hanno trovato impiego nel trattamento dell'ipertensione e della depressione, ma la capacità di questi composti di entrare in reazioni pericolose per l'organismo con quelli contenuti negli alimenti e negli alimenti medicinali le ammine simpaticomimetiche riducono il loro valore.

I derivati ​​​​O-metossilati subiscono ulteriori modifiche formando coniugati con acido glucuronico o solforico.

Le catecolamine formano molti metaboliti. Due classi di tali metaboliti vengono utilizzate a scopo diagnostico perché sono presenti nelle urine in quantità facilmente misurabili. Le metanefrine sono derivati ​​metossi dell'epinefrina e della norepinefrina; Il prodotto deamminato O-metilato di adrenalina e norepinefrina è l'acido 3-metossi-4-idrossimandelico (chiamato anche acido vanillilmandelico, VMA) (Fig. 49.3). Con il feocromocitoma, la concentrazione di matanefrine o VMC nelle urine è aumentata in oltre il 95% dei pazienti. I test diagnostici basati sulla determinazione di questi metaboliti differiscono alta precisione, soprattutto se utilizzato in combinazione con la determinazione delle catecolamine nelle urine o nel plasma.

La midollare del surrene produce un composto lontano dagli steroidi. Contengono un nucleo 3,4-diossifenile (catecolo) e sono chiamati catecolamine. Questi includono adrenalina, norepinefrina e dopamina beta-idrossitiramina.

La sequenza della sintesi delle catecolamine è abbastanza semplice: tirosina → diossifenilalanina (DOPA) → dopamina → norepinefrina → adrenalina. La tirosina entra nel corpo con il cibo, ma può anche essere formata dalla fenilalanina nel fegato sotto l'azione della fenilalanina idrossilasi. I prodotti finali della conversione della tirosina nei tessuti sono diversi. Nel midollo surrenale, il processo procede allo stadio di formazione dell'adrenalina, nelle terminazioni dei nervi simpatici - norepinefrina, in alcuni neuroni del sistema nervoso centrale, la sintesi delle catecolamine termina con la formazione della dopamina.

La conversione della tirosina in DOPA è catalizzata dalla tirosina idrossilasi, i cui cofattori sono tetraidrobiopterina e ossigeno. Si ritiene che sia questo enzima a limitare la velocità dell'intero processo di biosintesi delle catecolamine e ad essere inibito dai prodotti finali del processo. La tirosina idrossilasi è l'oggetto principale delle influenze regolatorie sulla biosintesi delle catecolamine.

La conversione del DOPA in dopamina è catalizzata dall'enzima DOPA decarbossilasi (cofattore piridossal fosfato), che è relativamente non specifico e decarbossila altri L-amminoacidi aromatici. Esistono tuttavia indicazioni sulla possibilità di modificare la sintesi delle catecolamine modificando l'attività di questo enzima. Alcuni neuroni mancano degli enzimi per l'ulteriore conversione della dopamina, ed è questo il prodotto finale. Altri tessuti contengono dopamina beta-idrossilasi (cofattori: rame, acido ascorbico e ossigeno), che converte la dopamina in norepinefrina. Nella midollare del surrene (ma non nelle terminazioni dei nervi simpatici) è presente la feniletanolamina, una metiltransferasi che forma l'adrenalina dalla norepinefrina. Il donatore di gruppi metilici in questo caso è la S-adenosilmetionina.

È importante ricordare che la sintesi della feniletanolammina-N-metiltransferasi è indotta dai glucocorticoidi che entrano nel midollo dalla corteccia attraverso la porta sistema venoso. Questa potrebbe essere la spiegazione dell’unificazione dei due varie ghiandole secrezione interna in un organo. L'importanza dei glucocorticoidi per la sintesi dell'adrenalina è sottolineata dal fatto che le cellule della midollare surrenale che producono norepinefrina si trovano intorno vasi arteriosi, mentre le cellule produttrici di adrenalina ricevono il sangue principalmente da seni venosi, localizzato nella corteccia surrenale.

La degradazione delle catecolamine avviene principalmente sotto l'influenza di due sistemi enzimatici: catecol-O-metiltransferasi (COMT) e monoamino ossidasi (MAO). Le principali vie di degradazione dell'adrenalina e della norepinefrina sono presentate schematicamente in Fig. 54. Sotto l'influenza di COMT in presenza del donatore di gruppi metilici S-adrenosilmetionina, le catecolamine vengono convertite in normetanefrina e metanefrina (derivati ​​3-O-metilici di norepinefrina e adrenalina), che, sotto l'influenza di MAO, si trasformano in aldeidi e poi (in presenza dell'aldeide ossidasi) nell'acido vaniglia-mandelina (VMC) è il principale prodotto di degradazione della norepinefrina e dell'adrenalina. Nello stesso caso, quando le catecolamine vengono prima esposte alla MAO anziché alla COMT, vengono convertite in 3,4-diidrossimandealdeide e quindi, sotto l'influenza dell'aldeide ossidasi e della COMT, in acido 3,4-diidrossimandelico e VMC. In presenza di alcol deidrogenasi, le catecolamine possono formare 3-metossi-4-idrossifenilglicole, che è il principale prodotto finale della degradazione dell'adrenalina e della norepinefrina nel sistema nervoso centrale.

La scomposizione della dopamina è simile, tranne per il fatto che i suoi metaboliti mancano di un gruppo ossidrile nell'atomo di carbonio beta, e quindi si forma acido omovanillico (HVA) o acido 3-metossi-4-idrossifenilacetico al posto dell'acido vanillil mandelico.

Si ipotizza inoltre l'esistenza di una via chinoide per l'ossidazione delle molecole di catecolamine, nella quale possono formarsi prodotti intermedi con attività biologica pronunciata.

La noradrenalina e l'adrenalina formate sotto l'azione degli enzimi citosolici nelle terminazioni dei nervi simpatici e nel midollo surrenale entrano nei granuli secretori, che li proteggono dall'azione degli enzimi di degradazione. L'assorbimento delle catecolamine da parte dei granuli richiede un dispendio energetico. Nei granuli cromaffini della midollare del surrene, le catecolamine sono strettamente legate all'ATP (rapporto 4:1) e a proteine ​​specifiche - le cromogranine, che impediscono la diffusione degli ormoni dai granuli nel citoplasma.

Lo stimolo diretto per la secrezione delle catecolamine è, apparentemente, la penetrazione del calcio nella cellula, stimolando l'esocitosi (fusione della membrana dei granuli con la superficie cellulare e loro rottura con il rilascio completo di contenuti solubili - catecolamine, dopamina beta-idrossilasi, ATP e cromogranine - nel fluido extracellulare).

Effetti fisiologici delle catecolamine e loro meccanismo d'azione

Gli effetti delle catecolamine iniziano con l'interazione con recettori specifici sulle cellule bersaglio. Se i recettori della tiroide e ormoni steroidei sono localizzati all'interno delle cellule, quindi i recettori delle catecolamine (così come l'acetilcolina e gli ormoni peptidici) sono presenti sulla superficie esterna delle cellule.

È stato da tempo accertato che in relazione ad alcune reazioni l'epinefrina o la norepinefrina sono più efficaci della catecolamina sintetica isoproterenolo, mentre in relazione ad altre l'effetto dell'isoproterenolo è superiore a quello dell'epinefrina o della norepinefrina. Su questa base è stato sviluppato il concetto che nei tessuti esistono due tipi di recettori adrenergici: alfa e beta, e in alcuni di essi può essere presente solo uno di questi due tipi. L'isoproterenolo è il più potente agonista beta-adrenergico, mentre il composto sintetico fenilefrina è il più potente agonista alfa-adrenergico. Le catecolamine naturali - adrenalina e noradrenalina - sono in grado di interagire con entrambi i tipi di recettori, ma l'adrenalina mostra una maggiore affinità per i recettori beta e la norepinefrina per i recettori alfa.

Le catecolamine attivano i recettori beta-adrenergici cardiaci più fortemente dei recettori beta della muscolatura liscia, il che ha permesso di dividere il tipo beta in sottotipi: recettori beta1 (cuore, cellule adipose) e recettori beta2 (bronchi, vasi sanguigni eccetera.). L'effetto dell'isoproterenolo sui recettori beta1 è solo 10 volte maggiore dell'effetto dell'adrenalina e della norepinefrina, mentre sui recettori beta2 agisce 100-1000 volte più forte delle catecolamine naturali.

L'uso di antagonisti specifici (fentolamina e fenossibenzamina per i recettori alfa e propranololo per i recettori beta) ha confermato l'adeguatezza della classificazione dei recettori adrenergici. La dopamina è in grado di interagire sia con i recettori alfa che beta, ma i suoi recettori dopaminergici si trovano anche in vari tessuti (cervello, ghiandola pituitaria, vasi sanguigni), il cui bloccante specifico è l'aloperidolo. Il numero di recettori beta varia da 1000 a 2000 per cellula. Effetti biologici le catecolamine, mediate dai recettori beta, sono solitamente associate all'attivazione dell'adenilato ciclasi e ad un aumento del contenuto di cAMP intracellulare. Il recettore e l'enzima, pur essendo funzionalmente collegati, sono macromolecole diverse. La guanosina trifosfato (GTP) e altri nucleotidi purinici partecipano alla modulazione dell'attività dell'adenilato ciclasi sotto l'influenza del complesso ormone-recettore. Aumentando l'attività enzimatica, sembrano ridurre l'affinità dei recettori beta per gli agonisti.

Il fenomeno dell'aumentata sensibilità delle strutture denervate è noto da tempo. Viceversa, esposizione a lungo termine gli agonisti riducono la sensibilità dei tessuti bersaglio. Lo studio dei recettori beta ha permesso di spiegare questi fenomeni. È stato dimostrato che l'esposizione a lungo termine all'isoproterenolo porta alla perdita di sensibilità dell'adenilato ciclasi a causa di una diminuzione del numero di recettori beta.

Il processo di desensibilizzazione non richiede l'attivazione della sintesi proteica ed è probabilmente dovuto alla formazione graduale di complessi irreversibili ormone-recettore. Al contrario, la somministrazione di 6-ossidopamina, che distrugge le terminazioni simpatiche, è accompagnata da un aumento del numero di recettori beta reattivi nei tessuti. È possibile che un aumento del simpatico attività nervosa provoca anche una desensibilizzazione legata all'età dei vasi sanguigni e del tessuto adiposo in relazione alle catecolamine.

Il numero di recettori adrenergici in diversi organi può essere controllato da altri ormoni. Pertanto, l'estradiolo aumenta e il progesterone diminuisce il numero di recettori alfa-adrenergici nell'utero, che è accompagnato da un corrispondente aumento e diminuzione della sua risposta contrattile alle catecolamine. Se il "secondo messaggero" intracellulare formato sotto l'azione degli agonisti dei recettori beta è molto probabilmente cAMP, allora per quanto riguarda il trasmettitore degli effetti alfa-adrenergici la situazione è più complicata. Si presuppone l'esistenza di vari meccanismi: diminuzione del livello di cAMP, aumento del contenuto di cAMP, modulazione della dinamica del calcio cellulare, ecc.

Per riprodurre i vari effetti nel corpo, di solito sono necessarie dosi di adrenalina 5-10 volte inferiori a quelle della norepinefrina. Sebbene quest’ultima sia più efficace sui recettori adrenergici α e β1, è importante ricordare che entrambe le catecolamine endogene sono in grado di interagire sia con i recettori α che con quelli β. Quindi la reazione biologica di questo corpo sull'attivazione adrenergica dipende in gran parte dal tipo di recettori in esso presenti. Ciò non significa tuttavia che l'attivazione selettiva della parte nervosa o umorale del sistema simpatico-surrenale sia impossibile. Nella maggior parte dei casi si verifica una maggiore attività delle sue varie parti. Pertanto, è generalmente accettato che l'ipoglicemia attivi di riflesso la midollare del surrene, mentre una diminuzione della pressione sanguigna (ipotensione posturale) è accompagnata principalmente dal rilascio di norepinefrina dalle terminazioni dei nervi simpatici.

Recettori adrenergici e effetti della loro attivazione in vari tessuti

Sistema, organo	Tipo di recettori adrenergici
Il sistema cardiovascolare:
		Aumento della frequenza, conduzione e contrattilità
Arteriole:
pelle e mucose		Riduzione
muscoli scheletrici		Riduzione dell'espansione
organi addominali	alfa (altro)	Riduzione
		Estensione
		Riduzione
Sistema respiratorio:
muscoli bronchiali		Estensione
Apparato digerente:
		Diminuzione delle capacità motorie
intestini		Contrazione degli sfinteri
Milza		Riduzione
		Rilassamento
Pancreas esocrino		Diminuzione della secrezione
Sistema genito-urinario:		Contrazione dello sfintere
vescia		Rilassamento del muscolo espulsore
Genitali maschili		Eiaculazione
		Dilatazione della pupilla
		Aumento della sudorazione
Ghiandole salivari		Rilascio di potassio e acqua
		Secrezione di amilasi
Ghiandole endocrine:
isole pancreatiche
cellule beta	alfa (altro)	Diminuzione della secrezione di insulina
		Aumento della secrezione di insulina
cellule alfa		Aumento della secrezione di glucagone
		Aumento della secrezione di somatostatina
Ipotalamo e ghiandola pituitaria:
somatotrofi		Aumento della secrezione di GH
		Diminuzione della secrezione di GH
lattotrofi		Diminuzione della secrezione di prolattina
tireotrofi		Diminuzione della secrezione di TSH
corticotrofi		Aumento della secrezione di ACTH
	beta	Diminuzione della secrezione di ACTH
Tiroide:
cellule follicolari		Diminuzione della secrezione di tiroxina
		Aumento della secrezione di tiroxina
cellule parafollicolari (K).		Aumento della secrezione di calcitonina
Ghiandole paratiroidi		Aumento della secrezione di PTH
		Aumento della secrezione di renina
		Aumento della secrezione di gastrina
BX		Aumento del consumo di ossigeno
		Aumento della glicogenolisi e della gluconeogenesi con produzione di glucosio; aumento della chetogenesi con rilascio di corpi chetonici
Il tessuto adiposo		Aumento della lipolisi con rilascio di liberi acidi grassi e glicerina
Muscoli scheletrici		Aumento della glicolisi con rilascio di piruvato e lattato; diminuzione della proteolisi con diminuzione della resa di alanina e glutammina

È importante considerare che i risultati somministrazione endovenosa le catecolamine non sempre riflettono adeguatamente gli effetti dei composti endogeni. Ciò vale principalmente per la norepinefrina, poiché nel corpo viene rilasciata principalmente non nel sangue, ma direttamente nelle fessure sinaptiche. Pertanto, la noradrenalina endogena attiva, ad esempio, non solo i recettori alfa vascolari (aumento della pressione sanguigna), ma anche i recettori beta del cuore (aumento della frequenza cardiaca), mentre l'introduzione della noradrenalina dall'esterno porta principalmente all'attivazione dei recettori alfa vascolari e riflesso (attraverso il vago) che rallenta i battiti cardiaci.

Basse dosi di adrenalina attivano principalmente i recettori beta vasi muscolari e il cuore, a seguito del quale la resistenza vascolare periferica diminuisce e la gittata cardiaca aumenta. In alcuni casi, il primo effetto può prevalere e dopo la somministrazione di adrenalina si sviluppa ipotensione. In più dosi elevate L'adrenalina attiva anche i recettori alfa, che è accompagnato da un aumento della resistenza vascolare periferica e, sullo sfondo di un aumento della gittata cardiaca, porta ad un aumento della pressione sanguigna. Tuttavia, rimane anche il suo effetto sui recettori beta vascolari. Di conseguenza, l'aumento pressione sistolica supera lo stesso indicatore diastolico (aumento della pressione del polso). Quando si introduce grandi dosi Gli effetti alfa-mimetici dell'adrenalina cominciano a predominare: la pressione sistolica e diastolica aumentano parallelamente, come sotto l'influenza della norepinefrina.

L'effetto delle catecolamine sul metabolismo consiste nei loro effetti diretti e indiretti. I primi sono realizzati principalmente attraverso i recettori beta. Processi più complessi sono associati al fegato. Sebbene l'aumento della glicogenolisi epatica sia tradizionalmente considerato il risultato dell'attivazione dei recettori beta, vi sono prove anche del coinvolgimento dei recettori alfa. Gli effetti indiretti delle catecolamine sono associati alla modulazione della secrezione di molti altri ormoni, come l'insulina. L'effetto dell'adrenalina sulla sua secrezione è chiaramente dominato dalla componente alfa-adrenergica, poiché è stato dimostrato che qualsiasi stress è accompagnato dall'inibizione della secrezione di insulina.

La combinazione degli effetti diretti e indiretti delle catecolamine provoca iperglicemia, associata non solo ad un aumento della produzione epatica di glucosio, ma anche all'inibizione del suo utilizzo da parte dei tessuti periferici. L’accelerazione della lipolisi provoca iperlipidemia con aumento del rilascio di acidi grassi al fegato e intensificazione della produzione di corpi chetonici. L'aumento della glicolisi nei muscoli porta ad un aumento del rilascio di lattato e piruvato nel sangue che, insieme al glicerolo rilasciato dal tessuto adiposo, fungono da precursori della gluconeogenesi epatica.

Regolazione della secrezione di catecolamine. La somiglianza dei prodotti e dei metodi di risposta del sistema nervoso simpatico e del midollo surrenale è stata la base per combinare queste strutture in un unico sistema simpatico-surrenale del corpo, distinguendone le componenti nervose e ormonali. Vari segnali afferenti sono concentrati nell'ipotalamo e nei centri del midollo spinale e midollo allungato, da dove emanano messaggi efferenti, che passano ai corpi cellulari dei neuroni pregangliari situati nelle corna laterali del midollo spinale a livello dei segmenti VIII cervicale - II-III lombare.

Gli assoni pregangliari di queste cellule se ne vanno midollo spinale e formano connessioni sinaptiche con neuroni localizzati nei gangli della catena simpatica, o con cellule della midollare del surrene. Queste fibre pregangliari sono colinergiche. Primo differenza fondamentale neuroni simpatici postgangliari e cellule cromaffini della midollare del surrene è che queste ultime trasmettono il segnale colinergico che arriva loro non attraverso la conduzione nervosa (nervi adrenergici postgangliari), ma attraverso la via umorale, rilasciando composti adrenergici nel sangue. La seconda differenza è che i nervi postgangliari producono norepinefrina, mentre le cellule della midollare surrenale producono prevalentemente adrenalina. Queste due sostanze hanno azione diversa sul tessuto.