Catecholamines zijn een groep verbindingen die een structurele gelijkenis vertonen met tyrosine. Deze omvatten neurotransmitters en hormonen. Om deze reden zijn catecholamines uitermate belangrijk voor de interne regulatie van het lichaam en de werking van het zenuwstelsel. Welke verbindingen behoren tot catecholamines? Wat is hun rol in het menselijk lichaam?
Inhoudsopgave:
- Catecholamines - effect op het lichaam
- Catecholamines als neurotransmitters
- Catecholamines als hormonen
- Catecholamines als medicijnen
- Catecholamines - de afbraak van catecholamines in het menselijk lichaam
- De oorzaken van hoge catecholamineniveaus in het lichaam
Catecholamines die in het menselijk lichaam worden aangetroffen, zijn voornamelijk neurotransmitters, d.w.z. stoffen die verantwoordelijk zijn voor de overdracht van informatie tussen zenuwcellen. Ze hebben een monoamine-structuur en het feit dat ze in het lichaam worden gevormd uit tyrosine, dat wil zeggen een van de aminozuren. Catecholamines kunnen niet met voedsel worden verstrekt. Ons lichaam moet ze zelf aanmaken uit eiwitrijke voedingsstoffen.
De belangrijkste stoffen die tot catecholamines behoren zijn:
- adrenaline
- noradrenaline
- dopamine
Deze verbindingen worden voornamelijk geproduceerd door de cellen van het bijniermerg en de postganglionische vezels van het sympathische zenuwstelsel.
Dopamine is een actieve neurotransmitter in het centrale zenuwstelsel. Vanwege de locatie van zijn actie wordt het grotendeels gesynthetiseerd in de hersenstam.
Catecholamines zijn in water oplosbare chemicaliën. Ze kunnen in het bloed worden getransporteerd, opgelost in plasma of gebonden aan eiwitten. Hierdoor kan adrenaline verschillende organen van het lichaam bereiken met een hormonale functie.
Veel stimulerende middelen zijn analogen van catecholamines. Deze groep omvat amfetaminederivaten.
Catecholamines - effect op het lichaam
Het gehalte aan catecholamines in het lichaam neemt toe in stressvolle situaties. Deze stoffen zijn verantwoordelijk voor het opwekken van de "vecht of vlucht" -reactie. Onder hun invloed bereidt het lichaam zich voor op intense lichamelijke inspanning als reactie op een stressprikkel.
Dit mechanisme evolueerde in onze voorouders, die moesten jagen en vechten om te overleven.
De toename van het catecholamineniveau kan worden veroorzaakt door psychologische situaties of omgevingsstressoren, zoals verhoogde geluidsniveaus of intens licht.
De toename van de catecholamine-concentratie in het lichaam wordt veroorzaakt door:
- verhoging van de bloeddruk
- verhoogde hartslag
- verhoging van de bloedglucosespiegels
Catecholamines als neurotransmitters
Norepinephrine en dopamine zijn catecholamines die werken als neurotransmitters in het centrale zenuwstelsel. Dit betekent dat het chemicaliën zijn die door neuronen worden vrijgegeven om signalen naar andere zenuwcellen te sturen.
Dopamine is actief in de hersenen waar het verschillende functies vervult. Een daarvan is de rol van de stimulant van het beloningscentrum. Op deze manier neemt het deel aan het motivatiemechanisme dat ons gedrag stuurt.
Veel stoffen met verslavende eigenschappen stimuleren de afgifte van dopamine in de hersenen en stimuleren daarmee het beloningscentrum. Medicijnen en sommige medicijnen zijn zulke verbindingen. Dit mechanisme is betrokken bij de ontwikkeling van verslaving.
Een andere rol voor dopamine is om deel te nemen aan de neurotransmissie die verantwoordelijk is voor de motorische controle van het lichaam.
Tijdens de ziekte van Parkinson wordt een afname van de concentratie van deze neurotransmitter in de substantia nigra van de hersenen waargenomen. Een dopamine-tekort bij deze aandoening leidt tot spierstijfheid en tremoren.
In de populaire cultuur en de media wordt dopamine vaak beschreven als de chemische stof die verantwoordelijk is voor het ervaren van plezier. Vanuit wetenschappelijk oogpunt is deze stof echter vooral motiverend.
Dit betekent dat het het gedrag van het lichaam stimuleert dat het dichter bij zijn doel brengt. Dopamine is verantwoordelijk voor het prettige gevoel van tevredenheid met succes.
Norepinephrine is een neurotransmitter die verantwoordelijk is voor het mobiliseren van de hersenen en het lichaam om te handelen. De afgifte van zenuwvezels is laag tijdens de slaap.
De hoogste concentratie van deze stof komt voor in stressvolle of noodsituaties. In de hersenen werkt norepinephrine door opwinding te veroorzaken en de alertheid te vergroten. Het heeft een positief effect op het geheugen en de concentratie. Tegelijkertijd is het verantwoordelijk voor angstreacties.
Norepinephrine in het zenuwstelsel werkt ook perifeer, d.w.z. op het hele lichaam, niet alleen op de geest en psyche. De verhoogde concentratie verhoogt de hartslag en bloeddruk en stimuleert de afgifte van glucose in de bloedbaan.
Bovendien verhoogt het de bloedstroom naar skeletspieren terwijl het de bloedtoevoer naar het spijsverteringsstelsel vermindert. Deze actie is bedoeld om het lichaam voor te bereiden om te vechten of te vluchten.
Catecholamines als hormonen
Adrenaline, ook wel epinefrine genoemd, werkt als een hormoon in het lichaam. Dit betekent dat het een verbinding is die door het lichaam wordt aangemaakt en vervolgens in het bloed wordt afgegeven. Hormonen reizen door de bloedbaan naar verschillende weefsels.
Adrenaline komt met het bloed de lichaamscellen binnen en veroorzaakt metabole veranderingen daarin. Dit leidt tot effecten zoals verhoogde hartprestaties, verwijde pupillen en verhoogd suikertransport naar de organen van het lichaam.
Het stimuleert ook de bloedstroom door de spieren. Het werkingsmechanisme van dit hormoon is gebaseerd op de binding van zijn moleculen aan alfa- en bèta-receptoren op het oppervlak van celmembranen.
Adrenaline wordt meestal geproduceerd door zowel de bijnieren als een klein aantal neuronen in de medulla van de hersenen. In het zenuwstelsel kan het ook als neurotransmitter fungeren, zoals noradrenaline en dopamine.
Op deze manier van signaleren is het betrokken bij de regulering van viscerale functies. Het reguleert onder andere de ademhaling.
Deze catecholamine werd voor het eerst geïsoleerd door een Poolse wetenschapper, Napoleon Cybulski in 1895.
Catecholamines als medicijnen
De enige catecholamine die in de geneeskunde als medicijn wordt gebruikt, is adrenaline. Het wordt voornamelijk gebruikt bij situaties met een hartstilstand. Toediening van deze stof door injectie:
- stimuleert de contractiliteit van de hartspier
- verbetert de geleidbaarheid van prikkels in het hart
- verhoogt de effectiviteit van elektrische defibrillatie
Lees ook: Cardioversie en defibrillatie - wat is het? Verschillen tussen cardioversie en defibrillatie
Adrenaline wordt gebruikt bij anafylactische shock, hartstilstand en cardiogene shock.
Het wordt soms gebruikt om oppervlakkige bloedingen te stoppen omdat het de bloedvaten lokaal vernauwt. Het kan ook worden gebruikt bij astma als andere behandelingen niet hebben gewerkt.
Dit catecholamine wordt intraveneus, door injectie in een spier, door inademing of door subcutane toediening toegediend. Vaak voorkomende bijwerkingen na toediening van adrenaline zijn onder meer tremoren, rusteloosheid en zweten. Er kan ook een verhoging van de hartslag en hoge bloeddruk zijn.
De structuur van catecholamine wordt ook aangetroffen in het medicijn levodopa. Het is een stof die een voorloper is van dopamine. Dit medicijn wordt gebruikt bij de behandeling van de ziekte van Parkinson.
Het therapeutische mechanisme van deze catecholamine berust op het feit dat het, wanneer het de bloed-hersenbarrière passeert, wordt omgezet in dopamine. Als gevolg hiervan verhoogt het de concentratie van deze neurotransmitter in de substantia nigra van de hersenen, waardoor de symptomen van de ziekte worden verminderd.
Een ander medicijn dat tot catecholamines behoort, is isoprenaline. Het is een synthetisch derivaat van adrenaline dat niet van nature in het lichaam voorkomt.
Deze stof wordt gebruikt om bradycardie (trage hartslag), hartblokkade en, in zeldzame gevallen, astma te behandelen.
Catecholamines - de afbraak van catecholamines in het menselijk lichaam
De halfwaardetijd van catecholamines in de menselijke bloedbaan is enkele minuten. De afbraak ervan wordt veroorzaakt door methyleringsprocessen met behulp van catechol-O-methyltransferasen (COMT) of deaminering met monoamineoxidasen (MAO).
Er zijn medicijnen die in de geneeskunde worden gebruikt die hun therapeutische effect baseren op het blokkeren van monoamineoxidasen (MAO). De groep van deze stoffen staat bekend als MAO-remmers. Ze worden gebruikt als medicijnen die de concentratie van neurotransmitters in de hersenen verhogen bij mensen met een depressie.
De tweede toepassing is om de effectiviteit van de behandeling van de ziekte van Parkinson te vergroten door middel van levodopa. Ze blokkeren zo de afbraak van dit medicijn in de bloedbaan.
De oorzaken van hoge catecholamineniveaus in het lichaam
In ons lichaam is, afgezien van de momenten van verhoogde afgifte, gerelateerd aan bijvoorbeeld stress, het gehalte aan catecholamines in het bloed laag. Consistent hoge niveaus van catecholaminen kunnen in verband worden gebracht met de aanwezigheid van tumoren van het type dat hun productie verhoogt.
Significant verhoogde catecholaminespiegels kunnen worden veroorzaakt door neuro-endocriene tumoren in het bijniermerg. De toename van de concentratie van deze stoffen wordt ook waargenomen bij andere veranderingen:
- feochromocytoom (feochromocytoom)
- neuroblastoom (neuroblastoom)
- ganglion (ganglioneuroom)
Een andere oorzaak van hoge catecholamineniveaus kan het Brunnersyndroom zijn, wat een monoamineoxidase A (MAO-A) -deficiëntie is. Het is het enzym dat verantwoordelijk is voor de afbraak van deze stoffen in het lichaam. Daarom verhoogt het ontbreken ervan de hoeveelheid van deze neurotransmitters in het bloed aanzienlijk.
Literatuur
- Adrenaline (DB00668) - informatie over de werkzame stof (.). DrugBank.
- Fitzgerald, P. A. (2011). ‘Hoofdstuk 11. Bijniermedulla en Paraganglia’. In Gardner, D. G.; Shoback, D. (red.). Greenspan's Basic & Clinical Endocrinology (9e ed.). New York: McGraw-Hill. Opgehaald op 26 oktober 2011., online toegang
- Purves, D.; Augustine, G. J.; Fitzpatrick, D.; Hall, W. C .; LaMantia, A. S.; McNamara, J. O.; White, L. E., eds. (2008). Neuroscience (4e ed.). Sinauer Associates. pp. 137–138. ISBN 978-0-87893-697-7.
- "Catecholamines". Health Bibliotheek. San Diego, CA: University of California. Gearchiveerd van het origineel op 16 juli 2011.
- Puglisi-Allegra S, Ventura R (juni 2012). "Prefrontale / accumale catecholaminesysteem verwerkt een hoge motiverende saillantie". Voorkant. Gedrag. Neurosci. 6:31
Lees meer artikelen van deze auteur
