Funkcje dopaminy i mechanizm działania

The dopamina jest neuroprzekaźnikiem produkowanym przez wiele różnych zwierząt, w tym zarówno kręgowców, jak i bezkręgowców.

Jest najważniejszym neuroprzekaźnikiem centralnego układu nerwowego ssaków i bierze udział w regulacji różnych funkcji, takich jak zachowanie ruchowe, nastrój lub afektywność.

Jest wytwarzany w ośrodkowym układzie nerwowym, to znaczy w mózgu zwierząt, i jest częścią substancji znanych jako katecholaminy..

Katecholaminy są grupą neuroprzekaźników uwalnianych do krwiobiegu i zawierają trzy główne substancje: adrenalinę, noradrenalinę i dopaminę..

Te trzy substancje są syntetyzowane z aminokwasu tyrozyny i mogą być wytwarzane w nadnerczach (strukturach nerek) lub w zakończeniach nerwowych neuronów.

Dopamina jest wytwarzany w różnych częściach mózgu, przede wszystkim w istocie szarej i wykonuje funkcje neurotransmisji w ośrodkowym układzie nerwowym, aktywowanie pięć rodzajów receptorów dopaminy D1, D2, D3, D4 i D5.

W każdym regionie mózgu dopamina jest odpowiedzialna za realizację wielu różnych funkcji.

Najważniejsze z nich to: ruchy motoryczne, regulacja wydzielania prolaktyny, aktywacja systemu przyjemności, udział w regulacji snu i nastroju oraz aktywacja procesów poznawczych.

Układ dopaminergiczny

Tysiące neuronów dopaminergicznych jest obecnych w mózgu, czyli chemikaliach dopaminowych.

Fakt, że ten neuroprzekaźnik jest tak obfity i tak rozproszony wśród wielu regionów neuronalnych, doprowadził do pojawienia się układów dopaminergicznych.

Systemy te nadają nazwę różnym połączeniom dopaminy w różnych obszarach mózgu, a także czynnościom i funkcjom wykonywanym przez każdą z nich..

W ten sposób dopamina i jej projekcje mogą być zgrupowane w 3 główne systemy.

1- Ultra krótkie systemy

Tworzy dwie grupy głównych neuronów dopaminergicznych: te z opuszki węchowej i te z warstw splotowatych siatkówki.

Funkcje tych dwóch pierwszych grup dopaminy są głównie odpowiedzialne za funkcje percepcyjne, zarówno wzrokowe, jak i węchowe.

2- System o średniej długości

Są to komórki dopaminergiczne, które rozpoczynają się w podwzgórzu (wewnętrznego obszaru mózgu) i kończą się w pośrednim rdzeniem przysadki (przepustu hormonalnego, które wydzielają hormony, które regulują homeostazę).

Ta druga grupa dopaminy charakteryzuje się głównie regulowaniem mechanizmów motorycznych i wewnętrznych procesów w organizmie, takich jak temperatura, sen i równowaga.

3- Długie systemy

Ta ostatnia grupa obejmuje neurony brzusznej części tagmental mózgu (obszar usytuowany w śródmózgowia), które wysyłają projekcje do trzech regionów: prążkowiu nerwowych (na skorupy jądra ogoniastego i jądra), limbiczny korę i innych struktur limbiczne.

Te komórki dopaminergiczne są odpowiedzialne za lepsze procesy umysłowe, takie jak poznanie, pamięć, nagroda lub nastrój.

Jak widzimy, dopamina jest substancją, którą można znaleźć praktycznie w każdym regionie mózgu i która odgrywa nieskończoną liczbę czynności i funkcji umysłowych.

Z tego powodu prawidłowe funkcjonowanie dopaminy ma zasadnicze znaczenie dla dobrobytu ludzi i istnieje wiele zmian związanych z tą substancją.

Zanim jednak przejdziemy do szczegółowego przeglądu działań i implikacji tej substancji, omówimy nieco więcej na temat jej działania i własnych cech.

Synteza dopaminy

Dopamina jest endogenną substancją mózgu i jako taka jest wytwarzana naturalnie przez organizm.

Synteza tego neuroprzekaźnika odbywa się w dopaminergicznych zakończeniach nerwowych, gdzie znajdują się w wysokim stężeniu odpowiedzialnych enzymów.

Te enzymy, które promują produkcję serotoniny, to hydroksylaza tyrozynowa (TH) i dekarboksylaza aminokwasów aromatycznych (L-DOPA).

W ten sposób funkcjonowanie tych dwóch enzymów w mózgu jest głównym czynnikiem przewidującym wytwarzanie dopaminy.

Enzym L-DOPA wymaga obecności enzymu TH do rozwoju i dodania go do niego w celu wytworzenia dopaminy.

Ponadto obecność żelaza jest również wymagana do prawidłowego rozwoju neuroprzekaźnika.

Tak więc, aby dopamina mogła być generowana i rozprowadzana normalnie przez różne obszary mózgu, konieczne jest uczestnictwo różnych substancji, enzymów i peptydów organizmu.

Jak działa dopamina?

Wytwarzanie dopaminy, które wyjaśniliśmy wcześniej, nie wyjaśnia funkcjonowania tej substancji, ale po prostu jej wygląd.

W ten sposób, po wytworzeniu dopaminy, neurony dopaminergiczne zaczynają pojawiać się w mózgu, ale muszą zacząć działać, aby wykonywać swoje czynności.

Jak każda substancja chemiczna do działania, dopamina musi komunikować się ze sobą, to znaczy musi być transportowana z jednego neuronu do drugiego.

W przeciwnym razie substancja pozostanie zawsze cicha i nie będzie wykonywać żadnej aktywności mózgu ani nie będzie przeprowadzać niezbędnej stymulacji neuronalnej.

Aby dopamina mogła być transportowana z jednego neuronu do drugiego, konieczna jest obecność specyficznych receptorów, receptorów dopaminergicznych.

Receptory są zdefiniowane jako cząsteczki lub macierze molekularne, które mogą selektywnie rozpoznawać ligand i być aktywowane przez samo wiązanie.

W ten sposób receptory dopaminergiczne są w stanie odróżnić dopaminę od innych typów neuroprzekaźników i reagować tylko na nią.

Gdy dopamina jest uwalniana przez neuron, pozostaje w przestrzeni międzysynaptycznej (przestrzeń między neuronami), dopóki receptor dopaminergiczny go nie podniesie i nie wprowadzi do innego neuronu.

Rodzaje receptorów dopaminy

Istnieją różne typy receptorów dopaminergicznych, każdy z nich ma pewne cechy i funkcjonowanie.

W szczególności można wyróżnić 5 głównych typów: receptory D1, receptory D5, receptory D2, receptory D3 i receptory D4..

receptory D1 najobficiej w ośrodkowym układzie nerwowym i występuje głównie w guzku węchowym, w prążkowiu, w jądrze półleżącym, jądro migdałowate, jądro podwzgórza i istoty czarnej.

Wykazują one stosunkowo niskie powinowactwo do dopaminy, a aktywacja tych receptorów prowadzi do aktywacji białek i stymulacji różnych enzymów.

Odbiorniki D5 są znacznie rzadsze niż odbiorniki D1 i mają bardzo podobne działanie.

Receptory D2 są obecne głównie w hipokampie, w jądrze półleżącym iw neostriacie i są sprzężone z białkami G..

Wreszcie, receptory D3 i D4 znajdują się głównie w korze mózgowej i byłyby zaangażowane w procesy poznawcze, takie jak pamięć lub uwaga.

Funkcje dopaminy

Jak zauważyliśmy, dopamina jest jedną z najważniejszych substancji chemicznych w mózgu i dlatego spełnia wiele funkcji.

Fakt, że jest on szeroko rozpowszechniony w regionach mózgu oznacza, że ​​ten neuroprzekaźnik nie ogranicza się do wykonywania pojedynczej czynności lub funkcji o podobnych cechach.

W rzeczywistości dopamina bierze udział w wielu procesach mózgu i umożliwia wykonywanie bardzo różnorodnych i bardzo różnych czynności.

Główne funkcje realizowane przez dopaminę to:

Ruch silnika

Neurony dopaminergiczne zlokalizowane w najbardziej wewnętrznych obszarach mózgu, to znaczy w zwojach podstawy mózgu, umożliwiają wytwarzanie ruchów ruchowych ludzi.

W tej aktywności receptory D5 wydają się być szczególnie zaangażowane, a dopamina jest kluczowym elementem dla osiągnięcia optymalnej wydajności silnika.

Fakt, że jest to najbardziej widoczne działanie dopaminy jest choroba Parkinsona, choroba, w których brak dopaminy w zwojach podstawy mózgu pogarsza się zdolność ruchu liczebności osobnika.

Pamięć, uwaga i nauka

Dopamina jest również dystrybuowana w regionach neuronalnych, które umożliwiają uczenie się i pamięć, takich jak hipokamp i kora mózgowa.

Gdy wydzielanie dopaminy jest niewystarczające w tych obszarach, mogą pojawić się problemy z pamięcią, niemożność zachowania uwagi i trudności w uczeniu się..

Uczucie nagrody

Prawdopodobnie jest to główna funkcja tej substancji, ponieważ wydzielana dopamina w układzie limbicznym pozwala doświadczać odczuć przyjemności i nagrody.

W ten sposób, gdy wykonujemy przyjemną dla nas czynność, nasz mózg automatycznie uwalnia dopaminę, co pozwala na eksperymentowanie z odczuciem przyjemności.

Hamowanie wytwarzania prolaktyny

Dopamina jest odpowiedzialny za hamowanie wydzielania prolaktyny, hormon peptydowy, który stymuluje produkcję mleka w gruczołach sutkowych, i syntezę progesteronu w organizmie lutealnej.

Funkcja ta jest wykonywana głównie w łukowatym jądrze podwzgórza i przednim przysadce mózgowej..

Regulacja snu

Funkcjonowanie dopaminy w szyszynce pozwala dyktować rytm dobowy u ludzi, ponieważ pozwala uwolnić melatoninę i wywołać uczucie snu, gdy wymaga czasu bez snu.

Ponadto dopamina odgrywa ważną rolę w przetwarzaniu bólu (niskie poziomy dopaminy są związane z bolesnymi objawami) i bierze udział w samonapędzających aktach nudności.

Modulacja humoru

Wreszcie, dopamina odgrywa ważną rolę w regulacji nastroju, więc niskie poziomy tej substancji są związane z nastrojem i depresją.

Patologie związane z dopaminą

Dopamina jest substancją, która wykonuje wiele czynności mózgu, więc jej nieprawidłowe działanie może prowadzić do wielu chorób. Najważniejsze są.

Choroba Parkinsona

To patologia ma bardziej bezpośredni związek z funkcjonowaniem dopaminy w regionach mózgu.

W rzeczywistości choroba ta jest spowodowana głównie degeneracyjną utratą neurotransmiterów dopaminergicznych w zwojach podstawy mózgu.

Zmniejszenie dopaminy powoduje typowe objawy ruchowe choroby, ale może również powodować inne objawy związane z funkcjonowaniem neuroprzekaźnika, takie jak problemy z pamięcią, uwagę lub depresja.

Główne leczenie farmakologiczne choroby Parkinsona opiera się na zastosowaniu prekursora dopaminy (L-DOPA), który pozwala na nieznaczne zwiększenie ilości dopaminy w mózgu i złagodzenie objawów.

Schizofrenia

Główna hipoteza etiologii schizofrenii opiera się na teorii dopaminergicznej, która stwierdza, że ​​choroba ta jest spowodowana nadmierną aktywnością neuroprzekaźnika dopaminy..

Hipotezę tę potwierdza skuteczność leków przeciwpsychotycznych w tej chorobie (które hamują receptory D2) oraz zdolność leków zwiększających aktywność dopaminergiczną, takich jak kokaina lub amfetamina, do wywołania psychozy.

Padaczka

W oparciu o różne obserwacje kliniczne postulowano, że padaczka może być zespołem niedoczynności dopaminergicznej, więc niedobór produkcji dopaminy w obszarach mezolimbicznych może prowadzić do tej choroby.

Dane te nie zostały w pełni przeciwdziałane, ale poparte są skutecznością leków skutecznych w leczeniu padaczki (leki przeciwdrgawkowe), które zwiększają aktywność receptorów D2..

Uzależnienie

W tym samym mechanizmie dopaminy, który umożliwia eksperymentowanie z przyjemnością, gratyfikacją i motywacją, podstawy uzależnienia są również podtrzymywane.

Leki, które zapewniają większe uwalnianie dopaminy, takie jak tytoń, kokaina, amfetamina i morfina, to te, które mają większą moc uzależniającą dzięki wzrostowi dopaminergicznemu, który wytwarzają w obszarach przyjemności i nagrody w mózgu..

Referencje

1. Arias-Montaño JA. Modulacja syntezy dopaminy przez receptory presynaptyczne. Praca doktorska, Zakład Fizjologii, Biofizyki i Neurologii, CINVESTAV, 1990.
2. Feldman RS, Meyer JS, Quenzer LF. Zasady neuropsychofarmakologii. Sunderland, Sinauer, 1997: 277-344.
3. Gobert A, Lejeune F, Rivet J-M, Cistarelli L, Millan MJ. Receptory dopaminy D3 (auto) hamują uwalnianie dopaminy w korze czołowej swobodnie poruszających się szczurów in vivo. J Neurochem 1996; 66: 2209-12.
4. Hetey L, Kudrin V, Shemanov A, Rayevsky K, Delssner V. Presynaptyczne receptory dopaminy i serotoniny modulujące aktywność hydroksylazy tyrozynowej w synaptosomach jądra półleżącego szczurów. Eur J Pharmacol 1985; 43: 327-30.
5. O'Dowd BF. Struktura receptorów dopaminy. J Neurochem 1993; 60: 804-16.
6. Poewe W. Czy leczenie choroby Parkinsona należy rozpocząć od agonisty dopaminy? Neurol 1998; 50 (Suppl 6): S19-22.
7. Starr MS. Rola dopaminy w padaczce. Synapse 1996; 22: 159-94.