Катехоламины, серотонин и метаболиты катехоламинов(вэжх). Нейромедиаторы - биогенные амины, катехоламины: дофамин, норадреналин, адреналин Норадреналин и дофамин баланс

Синонимы: адреналин, норадреналин, дофамин, Catecholamines (epinephrine/adrenaline, norepinephrine/noradrenaline, dopamine)

Общие сведения

Катехоламины - это группа биогенных аминов, которые вырабатываются организмом в ответ на эмоциональный стресс или физическое перенапряжение. К ним относятся гормоны адреналин и норадреналин, а также нейромедиатор дофамин (предшественник норадреналина).

Оценка уровня катехоламинов в плазме крови позволяет своевременно диагностировать гормонопродуцирующие опухоли и критические состояния, связанные с изменением концентрации того или иного гормона.

Катехоламины вырабатываются в мозговом слое надпочечников в ответ на сильный физический или эмоциональный раздражитель. Они улучшают проводимость нервных импульсов в головной мозг, отвечают за адаптацию и реакцию организма на стресс, активизируют процессы расщепления гликогена на глюкозу и распада жиров и протеинов.

Адреналин

Считается главным из производимых мозговым веществом надпочечников гормонов. Он образуется путем синтеза из норадреналина, после чего оседает в хромаффинных клетках. Выброс адреналина в кровь происходит чаще всего вследствие психологического и/или физического стресса. При этом у человека резко поднимается артериальное давление, усиливается кровоток в коронарных артериях, учащается сердцебиение, повышается уровень сахара.

Норадреналин

Представляет собой гормон и нейромедиатор, который обеспечивает передачу нервного импульса между нейронами. Образуется в результате синтеза дофамина в клетках симпатической или центральной нервной системы (93% гормона), мозгового слоя надпочечников (до 7%). По биологической ценности норадреналин сравним с адреналином, но отличается выраженным сосудосуживающим действием.

Дофамин

Является первичным нейромедиатором ЦНС и предшественником других катехоламинов. Значительную долю дофамина вырабатывает ЦНС и только 2% - надпочечники. Дофамин образуется из L-тирозина в нейронах ЦНС и является частью «системы награды» мозга (отвечает за ощущение удовлетворения либо удовольствия). Существенная часть дофамина, поступающего в циркуляцию образуется в желудочно-кишечном тракте, значительное количество экскретирующегося с мочой свободного дофамина образуется в почках.

Показания к анализу

• Диагностика и изучение развития хромаффинных опухолей, которые производят катехоламины (нейробластомы, феохромоцитомы, параганглиомы и др.);
• Определение локализации новообразования;
• Контроль процесса реабилитации пациентов после удаления хромаффинных опухолей;
• Установление эндокринных причин гипертонии;
• Диагностика и лечение артериальной гипертензии;
• Проведение специфических фармакологических тестов.

Также оценку уровня и соотношения катехоламинов назначают при исследовании пациентов с поражением симпатической или центральной нервной системы, например при:

• ортостатических нарушениях (изменение регуляции тонуса сосудов);
• панических атаках;
• сердечной недостаточности застойного характера;
• нарушении обмена веществ (сахарный диабет, ожирение);
• астме в острой форме;
• мигрени;
• психических и неврологических расстройствах.

Исследование крови на катехоламины проводится с целью выявления злокачественных гормонопродуцирующих образований, а также установления причин гипертензивных (связанных с повышением артериального давления) состояний.

В процессе анализа изучают соотношение всех трех компонентов для определения местоположения, структуры и особенностей функционирования гормонопродуцирующей опухоли.

У какого врача брать направление

Направить на анализ и сделать расшифровку могут врачи следующих профилей

• врач-эндокринолог,
• семейный врач, терапевт,
• функциональный диагност,
• педиатр.

Референсные значения

Норма для взрослых в период покоя составляет:

• адреналин - до 110 пг/мл;
• дофамин - до 87 пг/мл;
• норадреналин - от 70 до 750 пг/ мл.

Данные значения применимы лишь для пациентов старше 14 лет. Норма катехоламинов в плазме крови для детей младшего возраста достоверно не определена. Имеется высокий риск получения ложноположительных результатов, поскольку маленькие дети испытывают сильный стресс при заборе крови. Именно поэтому для оценки патологических состояний у детей рекомендуется проводить исследование катехоламинов в моче .

Факторы влияния

Ложноположительный результат возможен в случае:

• стресса при заборе крови у детей и взрослых;
• нарушения правил подготовки к тесту или забора материала;
• приема препаратов:
  • кофеин;
  • ингибиторы МАО;
  • изопротеренол;
  • эфир;
  • аймалин;
  • метилдопа;
  • этанол;
  • диазоксид;
  • теофиллин;
  • нитроглицерин;
  • пропранолол;
  • фентоламин;
  • ацетилсалициловая кислота;
  • тетрациклин;
  • эритромицин;
  • хинидин.

Повышение значений

• Хромаффинные опухоли;
• Подверженность стрессам;
• Гипертонический криз, гипертензия;
• Гипогликемия (резкое снижение глюкозы в крови);
• Нарушения работы сердца (недостаточность, инфаркт миокарда в острой форме);
• Кетоацидоз (осложнение сахарного диабета, проявляется в остром недостатке инсулина);
• Черепно-мозговая травма;
• Алкогольный делирий («белая горячка» - психоз на фоне хронического употребления спиртных напитков);
• Маниакально-депрессивный синдром (маниакальная фаза);
• Возбуждение, интенсивная физическая активность.

Важно! Диагноз формулируется только врачом на основании сочетания всех трех показателей и, возможно, дополнительных обследований.

При феохромоцитоме производство катехоламинов может возрасти в десятки и сотни раз. При этом уровень норадреналина выше, чем адреналина. В состоянии покоя между приступами их концентрация остается нормальной или даже немного снижается. Исследование катехоламинов в этом случае позволяет оценить эффективность проводимой терапии и вероятность рецидива или же ремиссии.

При нейробластоме (злокачественная опухоль симпатической нервной системы) и других злокачественных образованиях возрастает уровень дофамина.

При гипертонии концентрация катехоламинов повышается в 2 раза.

Также данное исследование позволяет диагностировать ортостатическую гипотензию - резкое снижение давления в случае подъема из лежачего или сидячего положения. Если при этом норадреналин не повышается, то предполагаются нарушения работы симпатической нервной системы.

Понижение значений

• Сахарный диабет;
• Лечение клонидином;
• Нарушение выработки катехоламинов (недоразвитие надпочечников);
• Депрессивная фаза маниакально-депрессивного психоза;
• Острый лейкоз.

Подготовка к анализу

Известно, что активность циркулирующих в плазме катехоламинов составляет всего несколько минут. Именно поэтому забор крови желательно проводить в момент приступа (паническая атака, гипертонический криз и т.д.). Если же приступы значительно разделены во времени (например, при пароксизмальной гипертензии), то исследование проводят в период проявления ярко выраженных симптомов.

• Время сбора биоматериала (венозная кровь) - утренние часы, когда суточная концентрация гормонов и нейромедиаторов достигает своего пика.
• Венепункция проводится на голодный желудок (после ужина должно пройти не менее 10-12 часов). При этом пить негазированную воду без соли разрешается. При наличии противопоказаний к длительному голоданию анализ делают в дневное время (через 4-5 часов после легкого перекуса).
• За сутки необходимо исключить какие-либо психические или физические нагрузки (волнения и переживания, стресс, спортивные занятия и танцы, подъем тяжестей и пр.).
• За день следует исключить из рациона:
  • фрукты (ананасы, бананы);
  • орехи;
  • алкоголь;
  • тонизирующие напитки (крепкий чай, кофе, энергетики, настойка элеутерококка и т.д.);
  • шоколад и другие продукты, содержащие кофеин;
  • блюда, в составе которых присутствует ванилин.

Необходимо заранее сообщить лечащему врачу о любых принимаемых на момент обследования лекарственных препаратах (в т. ч. гормональных, витаминных и БАДах).

За несколько суток потребуется отменить следующие медикаменты:

• антибиотики;
• ингибиторы МАО (антидепрессанты);
• транквилизаторы;
• препараты кофеина;
• адреноблокаторы;
• резерпин;
• хинидин и т.д.

За час запрещено курить.

За 20-30 минут желательно соблюдать полный физический и эмоциональный покой.

Влияние на физиологические процессы, психоэмоциональное состояние, настроение, обеспечение реакции организма в стрессовой ситуации, поведение при депрессии – все эти функции выполняют особые вещества – катехоламины. К этой группе относятся адреналин, норадреналин, дофамин.

Синтез катехоламинов

Между названными биологически активными веществами существует биохимическая связь. Биосинтез катехоламинов запускает аминокислота тирозин, она поступает в организм с белковой пищей. Одним из продуктов реакции является вещество Дофа, оно поступает в кровь и далее в головной мозг. Дофа является предшественником гормона дофамина, а уже из него образуется норадреналин. Конечным продуктом биосинтеза катехоламинов является адреналин.

Адреналин и норадреналин секретируются мозговым веществом надпочечников. Образование гормонов начинается под действием кортикотропина (гормон выделяет в кровь гипоталамус при возникновении стрессовой ситуации для передачи сигнала железам). У них разные химические формулы, и действие их на организм отличается. Гормоны в биохимии имеют другие названия. Адреналин называют эпинефрином, норадреналин соответственно – норэпинефрином .

Давно замечено, что страх и ненависть – родственные эмоции и порождают одна другую. Превращение норадреналина в адреналин на биохимическом уровне тому подтверждение. В ходе опасной ситуации, когда у человека возникает реальная угроза для жизни, а норадреналин «как гормон ярости».

Действие на организм

К основным функциям норадреналина относятся:

• модулятор процессов торможения нервной системы;
• помогает стабилизировать артериальное давление и частоту дыхания;
• регулирует функциональность эндокринных желез;
• поддерживает работоспособность;
• участвует в проявлении высших чувств.

Физиологическое действие норэпинефрина на организм в стрессовой ситуации схоже с действием эпинефрина:

• сужаются кровеносные сосуды;
• ускоряется сердечный ритм;
• учащаются дыхательные движения;
• повышается артериальное давление;
• проявляется тремор;
• ускоряется перистальтика кишечника.

Кроме этого оба гормона при опасности и угрозе для жизни:

• способствуют поступлению в организм большого количества кислорода;
• обеспечивают увеличение концентрации глюкозы в крови;
• ускоряют жировой и белковый обмен.

Не смотря на взаимосвязь адреналина и норадреналина, они имеют принципиальные отличия. Разница наблюдается в последующей реакции организма после всплеска гормона. После скачка концентрации норадреналина человек не ощущает чувства эйфории , которое возникает как последействие от адреналина.

При выбросе эпинефрина ответную реакцию человека можно охарактеризовать как «бей или беги », норэпинефрин формирует реакцию «нападай или защищайся ». Есть различие в продолжительности действия гормонов. Период действия норадреналина в 2 раза короче, чем у адреналина.

И, тем не менее, действие норэпинефрина неоценимо, например, для спортсменов или во время работы над развитием личностных качеств. Норадреналин вырабатывается не только с целью противостоять стрессу, но и побуждает бороться и побеждать . В этом заключается еще одно его отличие. Интересны исследования эндокринной системы животных. У хищников норадреналин преобладает. В то время как у их потенциальных жертв он практически отсутствует.

И дофамин с норадреналином роднят ощущения, которые испытывает человек, например, при прослушивании красивой музыки, употреблении вкусной еды. В этих случаях вырабатываются не только гормоны счастья и удовольствия, также происходит выработка норэпинефрина.

По одной из теорий возникновения депрессий причиной возникновения такого состояния является низкая концентрация в крови норадреналина или дофамина. При этом спутанное сознание, безразличие, потеря интереса к жизни – это признаки недостатка именно норадреналина.

Баланс между катехоламинами

Важность баланса гормонов норадреналина и адреналина трудно переоценить. Появление в организме первого запускает синтез второго. Депрессия, синдром дефицита внимания связывают с недостатком норэпинефрина в организме. Если этот гормон повышен, проявляется тревога, бессонница, приступы панической атаки.

С низким уровнем норэпинефрина и соответственно с нарушенным гормональным балансом связывают многие патологические состояния:

• синдром хронической усталости;
• нарушения функций центральной нервной системы;
• фибромиалгия (хроническая мышечная боль);
• мигрени;
• биполярные расстройства;
• болезнь Альцгеймера;
• болезнь Паркинсона.

Дисбаланс, связанный с резким повышением концентрации обоих гормонов, связан:

• с маниакально-депрессивным синдромом;
• тяжелыми травмами головы;
• с активно растущими опухолями;
• с наличием сахарного диабета;
• с инфарктом.

Анализ на содержание катехоламинов

Действие катехоламинов на организм очень специфическое. При проявлении вышеперечисленных патологических состояний проводят анализ крови на определение уровня содержания этих веществ. Для получения точного результата делают забор венозной крови пациента в утренние часы, когда основное количество катехоламинов находится в исходной концентрации.

За 3-4 дня из рациона полностью исключаются кофе, цитрусовые, шоколад, бананы. В период подготовки к анализу нельзя принимать Аспирин. От сдачи крови для проведения анализа нужно отказаться, если накануне пациент перенес стресс.

Курение, норадреналин и адреналин

Любители табачных изделий подчеркивают бодрящее действие сигаретного дыма. У заядлых курильщиков со стажем развивается никотиновая зависимость, отказаться от этой вредной привычки проблемно. Эти факты связаны с проявлением действия катехоламинов.

Никотин, который попадает в кровь, стимулирует выброс и норадреналина, и адреналина. Их уровень в крови повышается буквально за несколько секунд. Под действием этих веществ учащается сердцебиение, повышается давление, что производит действительно бодрящий эффект.

В головном мозге улучшается кровообращение, происходит выброс дофамина. Он вырабатывается при курении постоянно, по этой причине развивается никотиновая зависимость. Бодрящий эффект никотина имеет кратковременное действие. При этом его губительное действие на организм огромно.

Норадреналин и адреналин оказывают колоссальное защитное действие на организм человека. Помогают ему противостоять стрессам и опасности, бороться и достигать цели. Гормоны способствуют формированию быстрой реакции в ситуации, связанной с угрозой для жизни. Между гормонами существует тесная связь, но их действие на организм отличается. Очень важно соблюдать баланс между концентрацией эпинефрина и норэпинефрина.

Условия подготовки к анализам:

Строго натощак

Катехоламины крови (адреналин, норадреналин, дофамин) и серотонин

Катехоламины и серотонин - показатель содержания биогенных аминов (адреналина, норадреналина, дофамина) и серотонина - биологически активных веществ, влияющих на различные виды обмена в организме человека.

Катехоламины - группа гормонов, синтезируемых в надпочечниках мозговым веществом. В базисную группу катехоламинов входят: дофамин, адреналин, норадреналин. При физических нагрузках и стрессовых ситуациях, сопровождающихся повышенным эмоциональным фоном, запускается механизм синтеза гормонов в крови. Катехоламины синтезируются в надпочечниках и в нервных окончаниях. Содержание в моче значительно увеличивается при феохромоцитоме (опухоль надпочечника).

Катехоламины способствуют превращение жирных кислот и глюкозы в энергию, расширяют зрачки и бронхиолы. Кровеносные сосуды сужаются, кровяное давление повышается при участии норадреналина, учащение сердцебиения, сужение кровеносных сосудов - адреналина. После выполнения своей биологической функции катехоламины распадаются на физиологически пассивные соединения (гомованилиновую кислоту, норметанефрин и т.п.). Сами гормоны и элементы их метаболизма экскретируются из тела мочевыделительной системой. В пределах референсных значений катехоламины и их продукты переработки находятся в организме в малой концентрации. Их наличие повышается заметно на небольшой промежуток времени под воздействием стресса.

Обмен катехоламинов в организме является ключевым звеном, как в умственной, так и в физической работоспособности, как в скорости мышления, так и в его качестве. Творческие способности: способность к абстрактному и художественному мышлению, к анализу и синтезу напрямую зависят от катехоламинового обмена. От активности синтеза и выделения катехоламинов зависят такие сложные процессы, как запоминание и воспроизведение информации, агрессивная реакция, настроение, эмоциональность, уровень общего энергетического потенциала, сексуальное поведение и т.д. Чем больше количество синтезируемых и выделяемых катехоламинов, тем выше настроение, работоспособность, общий уровень активности, скорость мышления. Катехоламины оказывают мобилизующее действие на энергетические резервы нервных клеток. Они активизируют окислительно-восстановительные процессы в организме, «запускают» сгорание источников энергии - в первую очередь углеводов, затем жиров и белков.

Самый высокий уровень катехоламинов (на единицу массы тела) у детей. Дети отличаются от взрослых прежде всего очень высокой эмоциональностью и подвижностью, способностью к быстрому переключению мышления. У детей хорошая память, высокая обучаемость и работоспособность.

Серотин - в онкологической практике показатель в диагностике карциноидов (один из вид опухолей) желудка, кишечника, легких.

Серотонин образуется при декарбоксилировании ароматической аминокислоты 5-окситриптофана и является высокоактивным биогенным амином. Значительное количество синтезируется энтерохромаффинными клетками желудочно-кишечного тракта. Большая часть серотонина адсорбируется тромбоцитами и поступает в кровеносное русло. Является одним из медиаторов воспаления. Серотонин обладает сосудосуживающим действием. Участвует в регуляции артериального давления, температуры, дыхания, в почечной фильтрации, является медиатором нервных процессов в центральной нервной системе. Считается, что серотонин причастен к развитию аллергии, демпинг-синдрома, токсикоза беременных, карциноидного синдрома и геморрагических диатезов. Серотонин способен вызывать агрегацию тромбоцитов и полимеризацию молекул фибрина. Оказывает стимулирующее действие на гладкую мускулатуру сосудов, кишечника, бронхиол. Считается, что недостаточность серотонина лежит в основе функциональной кишечной непроходимости. Его содержание повышено при метастазирующей карциноидной опухоли полости живота при наличии карциноидного синдрома. В этих случаях его концентрация повышается до 10 раз. После адекватного операционного вмешательства содержание серотонина в крови нормализуется. В клинической практике используется в диагностике карциноидного синдрома (опухолей).

Показания

Дифференциальная диагностика заболеваний, протекающих с повышением давления.

• Диагностика опухолевых заболеваний - феохромоцитома, ганглионеврома.
• Контроль лечения.

Повышенный уровень может указывать на феохромоцитому, стрессы, гипогликемию, гипотензию, нейробластому. Также увеличение показателей может быть спровоцировано приёмом различных лекарств: тетрациклина, леводопы, аспирина, пенициллина.

Понижение уровня наблюдается при анорексии, болезни Альцгеймера, ортостатической гипотензии. Медикаментозные причины также могут иметь место.

Роль гормонов в жизнедеятельности организма человека бесценна, ведь они регулируют и поддерживают все жизненно важные функции. Есть гормоны, которые способствуют стабильной работе органов постоянно. Но не менее важны и те, которые выделяются в кровь при возникновении определенных условий. К последним относятся гормоны надпочечников – катехоламины, о которых и пойдет речь в данной статье.

Что такое катехоламины?

Катехоламины – гормоны, которые вырабатываются надпочечниками, они же являются и нейротрансмиттерами, обеспечивающими межклеточную взаимосвязь в нервной системе.

Под катехоламинами подразумевают такие физиологически активные вещества, как адреналин, норадреналин и дофамин.

Биологическая активность катехоламинов широкая. Они активно участвуют в обменных процессах, поддерживают внутреннюю среду организма, влияют на метаболизм в тканях, работу центральной нервной системы, активизируют гипофиз и гипоталамус.

Количество выработки катехоламинов обусловлено психическим и физическим состоянием человека. При повышенной нагрузке, сильных эмоциях, а также при некоторых заболеваниях их количество увеличивается в разы.

Адреналин выбрасывается в кровь при интенсивной физической или эмоциональной нагрузке. Его еще называют «гормоном страха». Когда человек испытывает сильный испуг или переживание, концентрация адреналина в крови значительно повышается. При выделении адреналина в кровь могут наблюдаться положительные и отрицательные стороны.

Из положительных сторон:

• в стрессовых ситуациях адреналин придает человеку бодрость, активность, повышает двигательную функцию мышц;
• сужает сосуды и активизирует прилив крови к сердцу, мускулам, легким, а значит человеку намного легче справиться с тяжелыми, непосильными задачами;
• улучшает умственные способности, память, логику;
• увеличивает болевой порог в шоковых ситуациях;
• расширяются дыхательные пути, при этом снижается нагрузка на сердце.

Из отрицательных сторон:

• резкое повышение артериального давления;
• при регулярном выбросе адреналина истощается мозговая ткань надпочечников, вследствие чего может развиться надпочечниковая недостаточность;
• регулярный выброс адреналина постепенно разрушает внутренние ресурсы человека, которые не способны восстановиться в полном объеме.

Норадреналин еще называют «гормоном ярости», так как вместе с выбросом этого гормона в кровь наблюдается реакция агрессии, а также прилив силы. Концентрация норадреналина увеличивается при физической нагрузке, в стрессовой ситуации, при кровотечениях и других обстоятельствах, где необходима перестройка работы организма. Действие этого гормона вызывает сильное сужение сосудов, а следовательно играет важную роль в регулировании объема и скорости кровотока. Повышенный уровень норадреналина в некоторых случаях является признаком серьезных заболеваний: инсульта, инфаркта, наркомании, алкоголизма, а также психических патологий.

— «гормон удовольствия» и нейромедиатор, повышается в организме, когда человек испытывает приятные чувства. Этот гормон отвечает за психоэмоциональное состояние, он поддерживает работоспособность человека, работу мозга и сердца, препятствует депрессии и накоплению лишнего веса, улучшает внимание и память, регулирует двигательную активность, влияет на процессы обучения и мотивации, а также выполняет много других положительных функций в организме.

Нехватка дофамина может вызвать проблемы с обменом веществ, депрессию, апатию, раздражительность. Также это провоцирует опасные заболевания: болезнь Паркинсона, диабет, дискинезия, сердечно-сосудистые нарушения. Если прослеживается беспричинное повышение дофамина, то это может говорить о наличии опухолей.

Синтез катехоламинов

Катехоламины синтезируются в мозге и мозговом слое надпочечников. Предшественником катехоламинов является тирозин, из которого они собственно и образуются под влиянием нескольких ферментов.

Основной и итоговый продукт синтеза катехоламинов – это адреналин. На этот гормон вырабатывается 80% всех катехоламинов мозгового вещества. За пределами мозгового слоя адреналин не образуется.

Схематически синтез катехоламинов выглядит следующим образом:

Тиразин – ДОФА (3,4 – диоксифелаланин) – Дофамин – Норадреналин – Адреналин

Функции катехоламинов

Эффекты катехоламинов распространяются практически на все функции организма. Основной их целью являются сердце, сосуды, мозг, печень, ЖК, мышцы, бронхи.

Рассмотрим прямое и непрямое влияние катехоламинов на организм.

Прямые эффекты

• Сердечно-сосудистая система

Катехоламины создают спазмы в подкожных сосудах, сосудах слизистых оболочек и почек. Также активируют усиленное кровообращение в мышцах.

Под действием катехоламинов чаще сокращаются мышцы сердца, миокарда, кроме того, увеличивается минутный объем сердца и скорость возбуждения. Увеличивается насыщение кислородом миокарда, что очень важно при многих сердечных заболеваниях.

• Метаболизм

Катехоламины активируют обменные процессы, а также стимулируют распад некоторых энергетических ресурсов. Ускоряют поток энергии, который способствует интенсивному высвобождению важных субстратов в кровь.

• Внутренние органы

У женщин под влиянием катехоламинов происходит овуляция и транспортировка яйцеклетки по трубам, у мужчин они способствуют высвобождению сперматозоидов при эякуляции. Также катехоламины расслабляют мускулатуру кишечника и мочевого пузыря.

Непрямые эффекты

Катехоламины влияют на процесс секреции многих гормонов, среди которых такие важные, как прогестерон, тироксин, инсулин, ренин, гастрин.

Отмечается их влияние на организм при шоковых ситуациях, травмах. Здесь гормоны участвуют в мобилизации субстрата и сохранении стабильного кровотока.

При воздействии холода катехоламины помогают поддерживать оптимальную температуру тела.

Во время физических нагрузок они способствуют увеличению минутного объема сердца и поддерживают кровоток.

Гормоны регулируют многие жизненно важные процессы в организме, и любой дисбаланс может вызвать существенный сбой в работе органов и систем человека. Только слаженное взаимодействие всех биологических веществ и органов обеспечивает нормальную и счастливую жизнедеятельность.

К аминофенолам относятся соединения, в которых функциональные группы NH 2 и OH присоединены к бензольному кольцу.

Два производных n-аминофенола применяются в медицине как обезболивающие и жаропонижающие средства. Это – парацетамол и, в меньшей степени, фенацетин

Катехоламины – дофамин, норадреналин, адреналин – биогенные амины, продукты метаболизма аминокислоты фенилаланина.

Катехоламины выполняют роль гормонов и нейромедиаторов. Адреналин является гормоном мозгового слоя надпочечников, норадреналин и дофамин – его предшественниками. Увеличение концентрации катехоламинов – типичная реакция на стресс. Их роль заключается в мобилизации организма на осуществление активной мозговой и мышечной деятельности.

Дофамин – гормон, нейромедиатор, улучшает доставку кислорода, усиливает силу сердечных сокращений, работу почек, влияет на двигательную активность.

Дофамин-гормон вырабатывается мозговым веществом надпочечников, а дофамин-нейромедиатор - областью среднего мозга, называемой «черным телом».

Дофамин-нейромедиатор . Известны четыре «дофаминовых пути» - проводящих пути мозга, в которых роль переносчика нервного импульса играет дофамин. Один из них - мезолимбический путь - считается ответственным за продуцирование чувств удовольствия. Считается, что дофамин также участвует в процессе принятия человеком решений. По крайней мере, среди людей с нарушением синтеза/транспорта дофамина многие испытывают затруднения с принятием решений. Это связано с тем, что дофамин отвечает за «чувство награды», которое зачастую позволяет принять решение, обдумывая то или иное действие ещё на подсознательном уровне.

Адреналин или метиламиноэтанолпирокатехин, образуется в надпочечниках и является гормоном, реализующим реакции типа «бей или беги». Его секреция резко повышается при стрессовых состояниях, пограничных ситуациях, ощущении опасности, при тревоге, страхе, при травмах, ожогах и шоковых состояниях.

Адреналин:

Усиливает и учащает сердцебиение

Вызывает сужение сосудов мускулатуры, брюшной полости, слизистых оболочек

Расслабляет мускулатуру кишечника, и расширяет зрачки..

Основная задача адреналина - адаптировать организм к стрессовой ситуации. Адреналин улучшает функциональную способность скелетных мышц. При продолжительном воздействии адреналина отмечается увеличение размеров миокарда и скелетных мышц. Вместе с тем длительное воздействие высоких концентраций адреналина приводит к усиленному белковому обмену, уменьшению мышечной массы и силы, похуданию и истощению. Это объясняет исхудание и истощение при дистрессе (стрессе, превышающем адаптационные возможности организма).

Адреналин повышает кровяное давление, в связи с чем стрессы могут способствовать стойкому повышению давления и заболеванию сердечно-сосудистой системы.

Адреналин часто применяют в качестве кровоостанавливающего средства. Получают его из надпочечников, а также синтетически из пирокатехина. Интересно, что лишь левовращающий (природный) адреналин обладает биологической активностью, тогда как правовращающий биологически неактивен.

Норадреналин - гормон и нейромедиатор. Норадреналин также повышается при стрессе, шоке, травмах, тревоге, страхе, нервном напряжении. В отличие от адреналина, основное действие норадреналина заключается исключительно в сужении сосудов и повышении артериального давления. Сосудосуживающий эффект норадреналина выше, хотя продолжительность его действия короче.

И адреналин, и норадреналин способны вызывать тремор - то есть дрожание конечностей, подбородка. Особенно ясно эта реакция проявляется у детей возраста 2-5 лет, при наступлении стрессовой ситуации.

Непосредственно после определения ситуации как стрессовой, гипоталамус выделяет в кровь кортикотропин (адренокортикотропный гормон), который, достигнув надпочечников, побуждает синтез норадреналина и адреналина.

«Бодрящий» эффект никотина обеспечивается выбросом в кровь адреналина и норадреналина. В среднем достаточно около 7 секунд после вдыхания табачного дыма, чтобы никотин достиг мозга. При этом происходит кратковременное ускорение сердцебиения, увеличение АД, учащение дыхания и улучшение кровоснабжения головного мозга. Сопровождающий это выброс дофамина способствует закреплению никотиновой зависимости.

Монокарбоновые кислоты: химические свойства с участием карбоксильной группы: (образование солей, сложных эфиров, амидов, ангидридов). Функциональные производные карбоновых кислот тиоэфиры – (АцетилКоА, АцилКоА).

Карбоновые кислоты, содержащие в своем составе одну карбоксильную группу, называют одноосновными, две - двухосновными и т. д. При взаимодействии карбоновых кислот со щелочами, карбонатами и гидрокарбонатами образуются соли:

Наиболее важные реакции монокарбоновых кислот приведены на схеме 1.

Схема 1. Некоторые реакции нуклеофильного замещения в карбоновых кислотах

Реакция этерификации катализируется сильными кислотами.

Тиоэфиры - серные аналоги сложных эфиров - находят весьма ограниченное применение в классической органической химии, но играют важную роль в организме. Известно, что для проявления каталитической активности большинству ферментов, имеющих белковую природу, необходимо соучастие коферментов, которыми служат разнообразные по строению низкомолекулярные органические соединения небелковой природы. Одну из групп коферментов составляют ацилкоферменты, выполняющие функцию переносчиков ацильных групп. Из них наиболее распространен ацетилкофермент А. При всей сложности строения молекулы ацетилкофермента А с позиций химического подхода можно определить, что этот кофермент функционирует как тиоэфир. В качестве тиола, участвующего в его образовании, выступает кофермент А (сокращенно обозначаемый CoASH), молекула которого построена из остатков трех компонентов - 2-аминоэтантиола, пантотеновой кислоты и аденозиндифосфата (дополнительно фосфорилированного по положению 3 в рибозном фрагменте). Аденозиндифосфат (АДФ) рассмотрен в дальнейшем как представитель другой важной группы коферментов - нуклеозидполифосфатов. Пантотеновая кислота образует, с одной стороны, амидную связь с 2-аминоэтантиолом, а с другой - сложноэфирную связь с остатком АДФ.

По ацилирующей способности все ацилкоферменты А и в том числе ацетилкофермент А, будучи тиоэфирами, занимают «золотую середину» между высокореакционными ангидридами и малоактивными карбоновыми кислотами и сложными эфирами. Их достаточно высокая активность обусловлена, в частности, повышенной стабильностью уходящей группы - аниона CoA-S- - по сравнению с гидроксид- и алкоксид-ионами кислот и сложных эфиров соответственно.

Ацетилкофермент А in vivo является переносчиком ацетильных групп на нуклеофильные субстраты.

Этим путем, например, осуществляется ацетилирование гидроксилсодержащих соединений.

С использованием ацетилкофермента А протекает превращение холина в ацетилхолин, являющегося посредником при передаче нервного возбуждения в нервных тканях (нейромедиатором).

Кроме этого, можно отметить важное участие в процессах обмена веществ самого кофермента А, функционирующего в качестве тиола. В организме любые карбоновые кислоты активируются путем превращения в реакционноспособные производные - тиоэфиры.

АцилКоА образуется при активации жирных кислот. Свободная жирная кислота независимо от длины углеводородной цепи является метаболически инертной и не может подвергаться никаким биохимическим превращениям, в том числе окислению, пока не будет активирована. Активация жирной кислоты протекает на наружной поверхности мембраны митохондрий при участии АТФ, коэнзима A (HS-KoA) и ионов Mg 2+ . Реакция катализируется ферментом ацил-КоА-синтетазой:

В результате реакции образуется ацил-КоА , являющийся активной формой жирной кислоты.

Насыщенные дикарбоновые кислоты: щавелевая, малоновая, янтарная, глутаровая. Соли щавелевой кислоты - оксалаты. Превращение янтарной кислоты в фумаровую как пример биологической реакции дегидрирования.

В настоящем разделе будут рассмотрены некоторые представители дикарбоновых кислот алифатического и ароматического рядов (табл. 1). Все они представляют собой кристаллические вещества.

Таблица 1. Названия некоторых дикарбоновых кислот и их производных

Систематические названия дикарбоновых кислот строятся по общим правилам заместительной номенклатуры. Однако для большинства из них предпочтительны тривиальные названия. Их латинские названия служат основой названия анионов и производных кислот, которые часто не совпадают с русскими тривиальными названиями (см. табл. 1).

Щавелевая кислота - простейшая двухосновная кислота. Некоторые ее соли, например оксалат кальция, трудно растворимы и часто образуют камни в почках и мочевом пузыре (оксалатные камни).

Янтарная кислота в заметном количестве была обнаружена в янтаре, откуда получила название сама кислота и ее производные сукцинаты (от лат. succinium - янтарь).

Глутаровая кислота (Пентандиовая кислота ) - двухосновная предельная карбоновая кислота. Обладает достаточно высокой растворимостью в воде. Используется в производстве полимеров, типа полиэстера и полиамидов.

Кето-производное глутаровой кислоты - α-кетоглутаровая кислота (α-кетоглутарат) является важным биологическим соединением. Эта кетокислота образуется при дезаминировании глутамата, и является одним из промежуточных продуктов цикла Кребса.

Оксалаты - соли и эфиры щавелевой кислоты. Соли содержат в своём составе дианион (оксалат) C 2 O 4 2− или (COO) 2 2− , образующийся при двойном депротонировании щавелевой кислоты.

Большинство солей оксалатов малорастворимы в воде, например, оксалат кальция, который используется для обнаружения кальция. Хорошо растворимы оксалат калия и аммония.

Анион оксалата может выступать в качестве бидентатного лиганда, образуя пятичленный цикл MO 2 C 2 , как например, в ферриоксалате калия - K 3 . Благодаря его хорошей растворимости щавелевая кислота используется для удаления ржавчины.

Оксалаты широко распространены в природе, например, в щавеле. Корни и/или листья ревеня, гречихи содержат щавелевую кислоту. Накопление щавелевой кислоты происходит из-за неполного окисления углеводов в процессе биосинтеза.

Следующие съедобные растения содержат оксалаты в порядке уменьшения концентрации чёрный перец, петрушка, семена мака, шпинат, сахарная свекла, какао, шоколад, большинство орехов и ягод, фасоль.

Листья чайного куста содержат большое относительное количество оксалатов по отношению к другим растениям. Обычно его экстракты содержат от малых до средних концентраций оксалатов благодаря малой массе используемых листьев.

Сродство оксалата к двухвалентным катионам отражается в способности к образованию нерастворимых осадков. Так в организме оксалат соединяется с катионами, такими как Ca 2+ , Fe 2+ и Mg 2+ . Вследствие чего накапливаются кристаллы соответствующих оксалатов, которые из-за своей формы раздражают кишечник и почки. Поскольку оксалаты связывают важные элементы, например кальций, то долгое питание пищей, содержащей много оксалатов, может вызвать проблемы со здоровьем.

Здоровый человек может безопасно питаться пищей с оксалатами в умеренных количествах, но для людей с болезнями почек, подагрой, ревматоидным артритом рекомендуется избегать пищи с большим количеством оксалатов. Кристаллы оксалата кальция, более известные как почечный камень, забивают почечные протоки. Считается, что 80 % почечных камней образуется из оксалата кальция.

Аналогично, большие поступления кальция совместно с пищей содержащей оксалаты приводит к выпадению оксалата кальция в пищеварительном тракте, уменьшая поступления оксалатов в организм на 97 %.

Окисление янтарной кислоты in vivo . Дегидрирование (окисление) янтарной кислоты в фумаровую, катализируемое в организме ферментом, осуществляется с участием кофермента ФАД. Реакция протекает стереоспецифично с образованием фумаровой кислоты (в ионной форме - фумарат).

Сукцинатдегидрогеназа (КФ 1.3.99.2) катализирует превращение янтарной кислоты в фумаровую. Кофактором фермента является ФАД. Фермент прочно связан с внутренней мембраной митохондрий.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+