Katecholaminy

Z WikiSkript
Syntéza adrenalinu

Katecholaminy jsou hormony produkované chromafinními buňkami dřeně nadledviny (gl. suprarenalis), která je vlastně zvláštním sympatickým gangliem. Katecholaminy se tvoří také v adrenergních postgangliových neuronech sympatiku nebo v CNS a účinkují jako neurotransmitery. Jsou odvozeny od tyrosinu. Jejich název vychází z anglického catechol, tj. pyrokatechol (= benzen-1,2-diol).

Mezi katecholaminy, které jsou produkované v neuronech a dřeni nadledvin, počítáme adrenalin (epinefrin, z řec. epi nad, nefrós ledvina), noradrenalin (norepinefrin) a dopamin. Mezi deriváty patří například izoprenalin.

Syntéza katecholaminů[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Syntéza je indukována různými stresovými situacemi. Adrenergní jádra hypothalamu začnou vysílat impulzy. Tyto impulzy vedou k sekreci acetylcholinu pregangliovými neurony, které inervují dřeň nadledviny[1].

Iniciálním substrátem je tyrozin, který se hydroxyluje za přítomnosti tetrahydrobiopterinu a molekulárního kyslíku enzymem tyrozinhydoxylázou na L-DOPA (3,4-dihydroxyfenylalanin). Následuje dekarboxylace na dopamin enzymem DOPA-dekarboxylázou s koenzymem pyridoxalfosfátem, přítomnou ve všech tkáních syntetizujících katecholaminy. Dopamin se ve dřeni nadledvin a v noradrenergních neuronech hydroxyluje dopamin-β-hydroxylázou za vzniku noradrenalinu. Pro tuto reakci je nezbytná kyselina askorbová, která působí jako koenzym přenášející kyslík. Konečně ve dřeni nadledvin methylací noradrenalinu pomocí fenyletanolamin-N-metyltransferázy (PNMT) vzniká adrenalin. Donorem methylové skupiny v poslední reakci je S-adenosylmethionin (SAM), který se odštěpením methylu mění na S-adenosylhomocystein.

Enzymová výbava určité buňky (neuronu nebo chromafinní buňky dřeně nadledvin) je rozhodující pro produkci výsledného katecholaminu. Dá se však říci, že v neuronech se produkuje dopamin nebo noradrenalin, zatímco hlavním produktem dřeně nadledvin je adrenalin. Pouze dřeň nadledvin obsahuje všechny 4 enzymy nezbytné pro tvorbu všech katecholaminů.

Degradace[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Pro degradaci katecholaminů jsou důležité 2 enzymy – monoaminooxidáza (MAO) a katechol-O-methyltransferáza (COMT). Působení COMT vyvolá methylaci hydroxylové skupiny na benzenovém jádru. Donorem methylu je, obdobně jako při syntéze adrenalinu, S-adenosylmethionin (SAM). Působením MAO dojde k oxidaci aminoskupiny na aldehyd. Aldehyd je oxidován na karboxylovou kyselinu, nebo může být redukován na alkohol.

Konečným produktem degradace adrenalinu a noradrenalinu je kyselina vanilmandlová. Konečným produktem degradace dopaminu je kyselina homovanilová. Degradační produkty metabolismu katecholaminů jsou vylučovány močí.

Degradace noradrenalinu

Účinky[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Katecholaminy působí v cílových buňkách prostřednictvím vazby na membránové receptory spřažené s G-proteiny. Výsledný účinek závisí na tom, s jakým G-proteinem je receptor spřažen.

Adrenalin a noradrenalin se vážou na tzv. adrenergní receptory. Existují α- a β-adrenergní receptory. Oba typy receptorů můžeme dále rozdělit na několik podtypů: α1, α2, β1, β2, β3. α1 receptory jsou spřaženy s Gq proteinem, který aktivuje fosfolipázu C a ve výsledku dojde ke zvýšení intracelulární koncentrace Ca2+. α2 receptory jsou spřaženy s Gi proteinem, který inhibuje adenylátcyklasu a dojde ke snížení intracelulární koncentrace cAMP. β-adrenergní receptory aktivují adenylátcyklázu prostřednictvím Gs proteinu a dojde ke zvýšení intracelulární koncentrace cAMP. Změny koncentrací cAMP a Ca2+ podmiňují výsledný biologický efekt. Adrenalin i noradrenalin působí na oba typy receptorů, ale noradrenalin má vyšší afinitu k α-adrenergním, zatímco adrenalin k β-adrenergním receptorům.

Dopamin se váže na dopaminové receptory, které jsou úzce příbuzné s adrenergními receptory. Je známo 5 typů dopaminových receptorů (D1–D5). Receptory D1 a D5 zvyšují hladinu cAMP, zatímco receptory D2, D3 a D4 snižují hladinu cAMP.

Význam[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Katecholaminy jsou mediátory sympatické části vegetativního systému. Zajišťují spojení mezi neuronem a efektorovou tkání.

Ovlivnění jejich produkce, vyplavování a odbourávání je z hlediska farmakologie velmi atraktivní téma. Dnes je totiž známo velké množství látek, které ovlivňují pochody spojené s katecholaminy. Protože se podání katecholaminů projeví různými reakcemi sympatiku, rozdělujeme léčiva na:

Léčba těmito látkami je důležitým krokem například při šokových stavech, srdečním selhávání, hypertenzi a astmatu.


Odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Související články[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Externí odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Zdroj[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  • KOOLMAN, Jan a Klaus-Heinrich RÖHM. Barevný atlas biochemie. 1. vydání. Praha : Grada, 2012. 512 s. ISBN 978-80-247-2977-0.
  • MATOUŠ, Bohuslav, et al. Základy lékařské chemie a biochemie. 1. vydání. Praha : Galén, 2010. 540 s. ISBN 978-80-7262-702-8.
  • WEIL, P. Anthony. The diversity of endocrine system : Catecholamines & thyroid hormones are made from tyrosine. In MURRAY, Robert K et al. Harper's illustrated biochemistry. 28. vydání. New York : McGraw-Hill Companies, 2009. 693 s. a Lange medical book; s. 435-436. ISBN 978-0-07-163827-2
  • GANONG, William F. Přehled lékařské fyziologie. 20. vydání. Praha : Galén, 2005. 890 s. ISBN 80-7262-311-7.


Reference[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  1. SMITH, Colleen, Allan D MARKS a Michael LIEBERMAN. Mark's basic medical biochemistry : A clinical approach. 2. vydání. Maryland : Lippincott Williams & Wilkins, 2005. 977 s. Kapitola 43
    Actions of hormones that regulate fuel metabolism. s. 791. ISBN 0-7817-2145-8.