Catecolamina

Les catecolaminas o aminohormonas són substàncies que poden actuar com hormones o com neurotransmissors. Inclouen l'adrenalina, la noradrenalina i la dopamina. Se sintetisen a partir de l'aminoàcit tirosina. Contenen un grup catecol i un grup amino. Poden ser produïdes per les glándulas suprarrenals, eixercint una funció hormonal, o en les terminacions nervioses, actuant com neurotransmissors.

Estructura

L'estructura de les catecolaminas consta d'un anell de benceno en dos grups hidroxilos (catecol), una cadena intermija i un grup amino terminal.

Metabolisme

Formació de catecolaminas

Biosíntesis de les catecolaminas.

Les catecolaminas es produïxen principalment en les cèlules cromafines de la mèdula adrenal i en les fibres postganglionars del sistema nerviós simpàtic.

La tirosina hidroxilasa (TH) es troba en totes les cèlules que sintetisen catecolaminas i és l'enzima de cantitat llimitada en les seues rutes biosintéticas. La TH és una oxidasa d'acció combinada que usa l'oxigen molecular i la tirosina com a substrats i la biopterina com cofactor. Cataliza l'adició d'un grup hidròxil a la fique posició de la tirosina, formant d'esta manera 3,4-dihidroxi-L-fenilalanina (L-dopa).

A pesar de la disponibilitat de tirosina no llimita ordinàriament la proporció de síntesis de amina, el cofactor biopterina i l'oxigen podrien estar en concentracions subsaturadas dins de les neurones que contenen catecolaminas, i d'esta manera podrien representar un importantíssim paper en la regulació de la biosíntesis de l'adrenalina. La següent reacció està catalizada per la DOPA descarboxilasa, que passa L-Dopa a dopamina. Necessita piridoxal fosfat. El pas de dopamina a noradrenalina la cataliza la dopamina β-hidroxilasa, a partir d'ascorbato i oxigen. Per últim, per a que la noradrenalina passe a adrenalina s'usa feniletanolamina N-metiltransferasa, que transferix un grup metilo d'un donador (S-adenosilmetionina) fins a l'adrenalina formante.

En condicions normals, la concentració de tirosina és suficient per a mantindre saturada la tirosina hidroxilasa. La tirosina hidroxilasa és un tetrámero, i una particularitat és que també pot hidroxilar la fenilalanina. L'hidroxilaació de fenilananina donaria tirosina. Açò és útil en pacients afectats per fenilcetonuria (que té deficiència en la fenilananina hidroxilasa). La tirosina hidroxilasa podria ser un sustituyente. Cada subunitat pesa 60000 D.

La biosíntesis de catecolaminas és un procés molt regulat. La regulació a llarc determini sol implicar la cantitat d'enzimes reguladores. Regula la cantitat de tirosina hidroxilasa, i la cantitat de dopamina β-hidroxilasa. A voltes es necessiten canvis a curt determini, i es regulen per mecanismes distints:

• L'enzima que cataliza l'etapa limitante de velocitat (tirosina hidroxilasa) és inhibida per Dopa i dopamina, perque competixen en la biopterina pels llocs d'unió.
• Regulació de la tirosina hidroxilasa per fosforilación. En cada subunitat hi ha residus de serina (posicions 8, 19, 31, 40) que es fosforilan. Els residus 19 i 40 de serina causen un increment més important de l'activitat en ser forforilados. El residus 40 es fosforila sobretot per la proteïna quinasa A, i el 10 per la CAM quinasa II. La despolarizaació del terminal aumenta l'activitat de la tirosina hidroxilasa, ya que entra calcio que activa les enzimes quinasas.

Una volta les catecolaminas s'han sintetisat es produïx l'almagasenament en l'interior de vesícules sináptiques conegudes com a vesícules granulars o de núcleu dens. En l'interior de les vesícules es troben unes substàncies nomenades cromograminas, calcio i ATP en alta concentració (1000 mm). Les catecolaminas estan formant complex en les cromograminas. També està la dopamina β-hidroxilasa, per lo que la síntesis de noradrenalina té lloc en l'interior de la vesícula, a lo manco en part. El sistema pel que entren les catecolaminas en les vesícules és un sistema antiporte en protones. El gradient de protones necessari ho realisa una protón-ATPansa bombejant a l'interior protones, per lo que el pH és de 5,5 aproximadament. Este sistema de captació té àmplia especificidad de substrat. De manera que poden competir en les catecolaminas endógenas.

Inactivación

Les catecolaminas posseïxen una vida mija d'uns minuts quan circulen per la sanc. El mecanisme d'inhibició de les catecolaminas és de recaptaació. Eixe mecanisme ho tenen les neurones que la lliberen i les cèlules gliales circumdants. Existixen distints tipos de transport:

• NET (noradrenalina i adrenalina)
• DAT (dopamina)
• VMAT-2 (transportador de vesícules per a carregar-la de catecolamina).

Els dos primers són depenents del gradient de sodi, que està dirigit cap a dins. Una volta han segut recaptados a la terminal, són catabolizados per la monoamino oxidasa (MAO), i la catecol-o-metiltransferasa (COMT). La COMT està en tots els teixits. La MAO es troba en la membrana externa de les mitocondries, i provoca la desaminaació oxidativa.

Les monoaminas són substrat de la MAO i passen a aldehits, per a despuix aplegar a amionácidos gràcies a atres enzimes. Hi ha dos MAVos, l'A i la B. La MAO-A desamina preferentment noradrenalina i serotonina. La MAO-B té un espectre més ampli. La MAO és numerosa en l'intestí i el fege, i cataboliza les amina de la dieta, impedint que entren en la circulació general. Les anfetamines no són substrat de la MAO. La COMT està inclús en els eritrocits, i es localisa en la membrana plasmática. Transferix un grup metilo des de la 5-adenosilmetionina fins a l'anell catecol, al grup 3 de l'anell.

L'àcit homovanílico és el metabòlit més important del catabolisme de la dopamina. Del catabolisme és el 3-metoxi-4-hidroxifeniglicol si parlem de la noradrenalina, en el líquit cefalorraquídeo. Per a saber l'índex de recanvi de noradrenalina en el sistema nerviós central no val medir l'orina, puix els nivells no seran iguals (ya que existix la contribució del simpàtic en l'orina en ser la noradrenalina un neurotransmissor en el simpàtic).

Receptors

• Els receptors adrenérgicos (noradrenalina i adrenalina): Estos dos neurotransmisores tenen una gran diversitat d'efectes, que s'explica per la presència de diferents receptors, que en cada tipo de cèlula estan acoplats a vies de transducció distintes.Es distinguixen receptors α i β; adrenalina i noradrenalina són agonistas per a abdós receptors, pero estos tenen més agonistas i antagonistas. El receptor α pot ser α1 o α2. El α1 pot ser A, B o D. Estos tres es diferencien en els antagonistas, la localisació, l'estructura i el mecanisme efector (adenilato ciclasa). En este cas, lo que importa és que en cada lloc de l'organisme l'adenilato ciclasa causa un efecte distint. Els β poden ser 1, 2 o 3. Diferixen en els antagonistas, i les característiques. Pero els 3 estimulen l'adenilato ciclasa.

En el múscul pla pot produir contracció si s'activen els receptors α, i es relaixen si actuen sobre els receptors β2. En els gots sanguíneus produïxen vasoconstricció i vasorelajaació. En els bronquis produïxen broncodilataació (al revés que els gots). En el tubo digestiu provoca constricció i relaixació. En el cor aumenta la freqüència cardíaca i la seua intensitat; incrementant la despesa cardíaca. Els receptors adrenérgicos estan estructuralment relacionats, pero tenen distints segons mensagers.

• Els receptors dopaminérgicos: Són, igual que els anteriors, metabotrópicos. Poden ser D1, D5, D3, D4 i D2. Els D2 poden ser S (short) o L (long). Els D1 i D5 estimulen l'adenilato ciclasa. Els atres tres l'inhibixen, pero els D2 i D4 activen canals de potassi. Els D2 poden inhibir un canal de calcio. Aparte del agonista comú (dopamina), cada canal té els seus propis agonistas. Alguns, com el sulpirilo i la clozapina tenen efectes anti-psicóticos. l'AMPc activa a la proteïna quinasa A, que pot provocar respostes a curt determini, o més llargues per mig de factors de transcripció, de manera directa o indirecta. Esta última està mediada pel gen de resposta immediata (IEG). A curt determini és fosforilación, i a llarc determini és alterant l'expressió gènica. També hi ha receptors en la terminal presináptica (autorreceptores), i també en atres terminals presináptiques que no lliberen dopamina. Els D4 i D2 són els que tenen demostrada esta característica.

Vore també

• Noradrenalina
• Adrenalina
• Dopamina
• Neurotransmissor
• Sistema Nerviós
• Hormona

Bibliografia

• "Hypoglycemia" by Ronald Hoffman, M.D., July 1999, The Holistic M.D.
• Joh, T.H., Hwang, O. 1987. Dopamine beta-hydroxylase: biochemistry and molecular biology. Ann N I Acad Sci. 493:342-50.