KATEKOLAMIN: SINTESIS, PELEPASAN DAN FUNGSI - NEUROPSIKOLOGI - 2026

The catecholamines atau aminohormonas adalah bahan-bahan yang mengandungi dalam struktur mereka sekumpulan catechol dan rantaian sampingan dengan kumpulan amino. Mereka boleh berfungsi di dalam badan kita sebagai hormon atau sebagai neurotransmitter.

Katekolamin adalah kelas monoamin yang disintesis dari tirosin. Yang utama adalah dopamin, adrenalin dan norepinefrin. Mereka terdiri daripada neurotransmitter yang sangat penting dalam badan kita dan mempunyai pelbagai fungsi; mereka mengambil bahagian dalam mekanisme neural dan endokrin.

Struktur molekul norepinefrin (noradrenalin), keluarga katekolamin.

Beberapa fungsi sistem saraf pusat yang mereka kendalikan adalah pergerakan, kognisi, emosi, pembelajaran, dan ingatan. Mereka juga memainkan peranan penting dalam menangani tekanan. Dengan cara ini, pembebasan bahan-bahan ini meningkat apabila tekanan fizikal atau emosi dialami. Pada peringkat sel, bahan-bahan ini memodulasi aktiviti neuron dengan membuka atau menutup saluran ion mengikut reseptor yang terlibat.

Tahap katekolamin dapat dilihat melalui ujian darah dan air kencing. Sebenarnya, katekolamin terikat kira-kira 50% protein dalam darah.

Perubahan dalam neurotransmisi catecholamine nampaknya menjelaskan gangguan neurologi dan neuropsikiatrik tertentu. Sebagai contoh, kemurungan dikaitkan dengan tahap rendah zat ini, tidak seperti kegelisahan. Sebaliknya, dopamin nampaknya memainkan peranan penting dalam penyakit seperti Parkinson dan skizofrenia.

Biosintesis katekolamin

Katekolamin berasal dari tirosin, asid amino yang membentuk protein. Ia dapat diperoleh secara langsung dari makanan (sebagai sumber eksogen) atau disintesis dalam hati dari fenilalanin (sebagai sumber endogen).

Fenilalanin

Phenylalanine adalah asid amino penting untuk manusia. Ia diperoleh melalui diet, walaupun mereka juga terdapat dalam beberapa zat psikoaktif.

Untuk mempunyai kadar katekolamin yang mencukupi, penting untuk mengambil makanan yang kaya dengan fenilalanin, seperti daging merah, telur, ikan, tenusu, kacang buncis, lentil, kacang, dll.

Tirosin

Struktur kimia asid amino Tyrosine (Sumber: Clavecin melalui Wikimedia Commons)

Bagi tirosin, ia boleh didapati dalam keju. Agar katekolamin terbentuk, tirosin mesti disintesis oleh hormon yang disebut tirosin hidroksilase. Setelah hidroksilasi, L-DOPA (L-3,4-dihydroxyphenylalanine) diperoleh.

Dopamine dan norepinefrin

Kemudian DOPA melalui proses dekarboksilasi melalui enzim DOPA dekarboksilase, menghasilkan dopamin.

Molekul Dopamine 2D.

Dari dopamin, dan terima kasih kepada beta-hidroksilasi dopamin, norepinefrin (juga disebut norepinefrin) diperolehi.

Molekul Norepinefrin

Adrenalin

Epinefrin dibuat di medula kelenjar adrenal, yang terletak di atas buah pinggang. Ia timbul dari norepinefrin. Epinefrin timbul apabila norepinefrin disintesis oleh enzim phenylethanolamine N-methyltransferase (PNMT). Enzim ini hanya terdapat pada sel-sel medula adrenal.

Struktur adrenalin

Sebaliknya, penghambatan sintesis catecholamine dihasilkan oleh tindakan AMPT (alpha methyl-p-tyrosine). Ini bertanggungjawab untuk menghalang enzim tirosin-hidroksilase.

Di mana katekolamin dihasilkan?

Katekolamin utama berasal dari kelenjar adrenal, khususnya di medula adrenal kelenjar ini. Mereka dihasilkan berkat sel yang disebut kromaffin: di tempat ini adrenalin disekresikan dalam 80%, dan noradrenalin pada baki 20%.

Kedua-dua bahan ini bertindak sebagai hormon simpatomimetik. Iaitu, mereka mensimulasikan kesan hiperaktif pada sistem saraf simpatik. Oleh itu, apabila bahan-bahan ini dilepaskan ke aliran darah, peningkatan tekanan darah, penguncupan otot yang lebih besar, dan peningkatan kadar glukosa dialami. Serta percepatan degupan jantung dan pernafasan.

Atas sebab ini, katekolamin sangat penting untuk membuat persediaan menghadapi tekanan, pertarungan atau penerbangan.

Norepinephrine atau norepinefrin

Norepinephrine atau norepinefrin disintesis dan disimpan dalam serat postganglionik saraf simpatik periferal. Bahan ini juga dihasilkan dalam sel-sel lokus coeruleus, dalam kumpulan sel yang disebut A6.

Neuron ini mengunjurkan hippocampus, amigdala, thalamus, dan korteks; membentuk laluan norepinefrinal dorsal. Laluan ini nampaknya terlibat dalam fungsi kognitif seperti perhatian dan ingatan.

Laluan ventral, yang menghubungkan dengan hipotalamus, nampaknya mengambil bahagian dalam fungsi vegetatif, neuroendokrin, dan autonomi.

Dopamin

Sebaliknya, dopamin juga boleh timbul dari medulla adrenal dan saraf simpatik periferal. Walau bagaimanapun, ia berfungsi terutamanya sebagai neurotransmitter pada sistem saraf pusat. Dengan cara ini, ia berlaku terutamanya di dua kawasan batang otak: nigra substantia dan kawasan tegmental ventral.

Secara khusus, kumpulan utama sel dopaminergik terdapat di kawasan ventral otak tengah, kawasan yang disebut "kumpulan sel A9." Zon ini merangkumi zat hitam. Mereka juga terletak di kumpulan sel A10 (kawasan tegmental ventral).

Neuron A9 memproyeksikan seratnya ke nukleus caudate dan putamen, membentuk jalur nigrostriatal. Ini penting untuk kawalan motor.

Sementara neuron zon A10 melewati inti accumbens, amigdala dan korteks prefrontal, membentuk jalur mesocorticolimbic. Ini penting dalam motivasi, emosi dan pembentukan kenangan.

Di samping itu, terdapat sekumpulan sel dopaminergik lain di bahagian hipotalamus, yang menghubungkan dengan kelenjar pituitari untuk menjalankan fungsi hormon.

Terdapat juga inti lain di kawasan batang otak yang berkaitan dengan adrenalin, seperti daerah postmas dan saluran soliter. Walau bagaimanapun, untuk adrenalin dilepaskan ke dalam darah, kehadiran neurotransmitter lain, asetilkolin, diperlukan.

Lepaskan

Agar pembebasan katekolamin berlaku, pelepasan asetilkolin sebelum ini diperlukan. Pelepasan ini dapat terjadi, misalnya, ketika kita mengesan bahaya. Acetylcholine menghidupkan medula adrenal dan menghasilkan rangkaian kejadian selular.

Struktur molekul asetilkolin

Hasilnya adalah rembesan katekolamin ke ruang ekstraselular dengan proses yang disebut eksositosis.

Bagaimana mereka bertindak di dalam badan?

Terdapat serangkaian reseptor yang diedarkan ke seluruh badan yang disebut reseptor adrenergik. Reseptor ini diaktifkan oleh katekolamin, dan bertanggungjawab untuk pelbagai fungsi.

Biasanya apabila dopamin, epinefrin, atau norepinefrin mengikat reseptor ini; ada reaksi pergaduhan atau penerbangan. Oleh itu, degupan jantung meningkat, ketegangan otot meningkat dan murid-murid melebar. Mereka juga mempengaruhi sistem gastrointestinal.

Penting untuk diperhatikan bahawa katekolamin dalam darah yang dikeluarkan oleh medulla adrenal memberikan kesannya pada tisu periferal, tetapi tidak pada otak. Ini kerana sistem saraf dipisahkan oleh penghalang darah-otak.

Terdapat juga reseptor khusus untuk dopamin, yang terdiri daripada 5 jenis. Ini terdapat dalam sistem saraf, terutama di hippocampus, nucleus accumbens, cerebral cortex, amygdala, dan substantia nigra.

ciri-ciri

Katekolamin dapat memodulasi fungsi tubuh yang sangat pelbagai. Seperti yang disebutkan di atas, mereka dapat beredar dalam darah atau mempunyai kesan yang berbeza di otak (sebagai neurotransmitter).

Seterusnya, anda akan dapat mengetahui fungsi di mana katekolamin berpartisipasi:

Fungsi jantung

Melalui peningkatan tahap adrenalin (terutamanya), terdapat peningkatan kekuatan kontraktil jantung. Di samping itu, kekerapan degupan jantung meningkat. Ini menyebabkan peningkatan bekalan oksigen.

Fungsi vaskular

Secara amnya, peningkatan katekolamin menyebabkan vasokonstriksi, iaitu pengecutan pada saluran darah. Akibatnya adalah peningkatan tekanan darah.

Fungsi gastrousus

Epinefrin nampaknya mengurangkan pergerakan dan rembesan gastrik dan usus. Serta penguncupan sfinkter. Reseptor adrenergik yang terlibat dalam fungsi ini adalah a1, a2 dan b2.

Fungsi kencing

Epinefrin melonggarkan otot detrusor pundi kencing (supaya lebih banyak air kencing dapat disimpan). Pada masa yang sama, ia mengontrak trigon dan sfinkter untuk membolehkan pengekalan kencing.

Walau bagaimanapun, dos dopamin sederhana meningkatkan aliran darah ke buah pinggang, memberikan kesan diuretik.

Fungsi okular

Peningkatan katekolamin juga menyebabkan pelebaran murid (mydriasis). Selain penurunan tekanan intraokular.

Fungsi pernafasan

Katekolamin nampaknya meningkatkan kadar pernafasan. Di samping itu, ia mempunyai kesan relaksasi bronkus yang kuat. Oleh itu, ia mengurangkan rembesan bronkus, melakukan tindakan bronkodilator.

Fungsi dalam Sistem Saraf Pusat

Dalam sistem saraf, norepinefrin dan dopamin meningkatkan kewaspadaan, perhatian, tumpuan, dan proses rangsangan.

Ini membuat kita cepat bertindak balas terhadap rangsangan dan membuat kita belajar dan mengingat lebih baik. Mereka juga menjadi perantara keseronokan dan penghargaan. Walau bagaimanapun, tahap tinggi bahan ini dikaitkan dengan masalah kegelisahan.

Walaupun tahap dopamin yang rendah nampaknya mempengaruhi penampilan gangguan perhatian, kesukaran belajar dan kemurungan.

Fungsi motor

Dopamine adalah katekolamin utama yang terlibat dalam pengantara kawalan pergerakan. Kawasan yang bertanggungjawab adalah nigra substantia dan ganglia basal (terutamanya inti caudate).

Sebenarnya, ketiadaan dopamin di ganglia basal telah terbukti sebagai asal usul penyakit Parkinson.

Tekanan

Katekolamin sangat penting dalam mengawal tekanan. Tahap zat ini dinaikkan untuk mempersiapkan badan kita untuk bertindak balas terhadap rangsangan yang berpotensi berbahaya. Ini adalah bagaimana tindak balas pertarungan atau penerbangan muncul.

Tindakan pada sistem imun

Tekanan telah terbukti mempengaruhi sistem kekebalan tubuh, dimediasi terutamanya oleh adrenalin dan norepinefrin. Ketika kita terdedah kepada tekanan, kelenjar adrenal melepaskan adrenalin, sementara sistem saraf mengeluarkan norepinefrin. Ini menghidupkan organ yang terlibat dalam sistem imun.

Peningkatan katekolamin yang sangat berpanjangan menghasilkan tekanan kronik dan melemahkan sistem imun.

Analisis katekolamin dalam air kencing dan darah

Tubuh memecah katekolamin dan mengeluarkannya dalam air kencing. Oleh itu, melalui analisis air kencing, jumlah katekolamin yang dirembeskan dalam jangka masa 24 jam dapat diperhatikan. Ujian ini juga boleh dilakukan melalui ujian darah.

Ujian ini biasanya dilakukan untuk mendiagnosis tumor pada kelenjar adrenal (pheochromocytoma). Tumor di kawasan ini akan menyebabkan terlalu banyak katekolamin dilepaskan. Apa yang akan tercermin dalam gejala seperti hipertensi, berpeluh berlebihan, sakit kepala, takikardia dan gegaran.

Tahap tinggi katekolamin dalam air kencing juga dapat mewujudkan segala jenis tekanan yang berlebihan, seperti jangkitan di seluruh badan, pembedahan atau kecederaan traumatik.

Walaupun kadar ini dapat diubah jika mereka telah mengambil ubat untuk tekanan darah, antidepresan, obat-obatan atau kafein. Selain itu, menjadi sejuk dapat meningkatkan tahap katekolamin dalam analisis.

Walau bagaimanapun, nilai yang rendah mungkin menunjukkan diabetes atau perubahan dalam aktiviti sistem saraf.

Rujukan

1. Brandan, NC, Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, DAN, & Rodríguez, AN (2010). Hormon Katekolamin Adrenal. Pengerusi Fakulti Perubatan Biokimia. .
2. Katekolamin. (sf). Diakses pada 2 Januari 2017, dari Wikipedia.org.
3. Katekolamin. (21 dari 12 tahun 2009). Diperolehi dari Encyclopædia Britannica.
4. Katekolamin dalam Darah. (sf). Diakses pada 2 Januari 2017, dari WebMD.
5. Katekolamin dalam Air kencing. (sf). Diakses pada 2 Januari 2017, dari WebMD.
6. Carlson, NR (2006). Fisiologi tingkah laku Edisi ke 8 Madrid: Pearson. hlm: 117-120.
7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Tekanan dan sistem imun. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.