Що таке катехоламіни. І як впливають вони на поведінку та здібності людини
Нейромедіатори – це свято, яке завжди з тобою. Ми постійно чуємо про те, що саме вони дарують почуття радості та задоволення, але мало знаємо про те, як вони працюють. У першій частині невеликого освітнього курсу розповідає про трьох найвідоміших нейромедіаторів, без яких наше життя було б просто огидним.
Як працюють нейромедіатори
Нервові клітини повідомляються між собою за допомогою відростків - аксонів та дендритів. Між ними проміжок — так звана синаптична щілина. Саме тут і відбувається взаємодія нейронів.Медіатори синтезуються у клітині і доставляються на закінчення аксона — до пресинаптичної мембрани. Там під дією електричних імпульсів вони потрапляють у синаптичну щілину та активують рецептори наступного нейрона. Після активації рецепторів нейромедіатор повертається назад у клітину (відбувається так зване зворотне захоплення) або руйнується.
Самі нейромедіатори не є білками, тому не існує гена дофаміну або гена адреналіну. Білки виконують усю допоміжну роботу: білки-ферменти синтезують речовину нейромедіатора, білки-транспортери відповідають за доставку, білки-рецептори активують нервову клітину. За правильну роботу одного нейромедіатора можуть відповідати кілька білків, отже, кілька різних генів.
Дофамін
За рахунок активації нейронів у різних галузях мозку дофамін грає кілька ролей. По-перше, він відповідає за рухову активність і дарує радість руху. По-друге, дає відчуття майже дитячого захоплення вивчення нового — і прагнення пошуку новизни. По-третє, дофамін виконує важливу функцію винагороди і підкріплення мотивації: щойно ми робимо щось корисне життя людського вигляду, нейрони видають нам приз — почуття задоволеності (іноді його називають задоволенням). На базовому рівні ми отримуємо нагороду за прості людські радості — їжу та секс, але загалом варіанти досягнення задоволення залежать від смаків кожного — комусь морквина дістанеться за дописаний код, комусь за цю статтю.Система винагороди пов'язані з навчанням: людина отримує задоволення, а його мозку формуються нові причинно-наслідкові асоціації. І потім, коли задоволення пройде і постане питання, як його отримати знову, виникне просте рішення написати ще одну статтю.
Дофамін виглядає як відмінний стимулятор для роботи та навчання, а також ідеальний наркотик - саме з дією дофаміну пов'язана більшість наркотиків (амфетамін, кокаїн), ось тільки є серйозні побічні ефекти. «Передозування» дофаміну веде до шизофренії (мозок працює настільки активно, що це починає проявлятися у слухових та зорових галюцинаціях), а недолік – до депресивного розладу чи розвитку хвороби Паркінсона.
Дофамін має п'ять рецепторів, пронумеровані від D1 до D5. Четвертий рецептор відповідає за пошук новизни. Його кодує ген DRD4, від довжини якого залежить інтенсивність сприйняття дофаміну. Чим менше повторів, тим простіше людині досягти піку задоволення. Таким людям швидше за все буде досить смачної вечері та гарного фільму.
Чим більша кількість повторів — а їх може бути до десяти — тим складніше отримати насолоду. Таким людям доводиться постаратися, щоб отримати винагороду: вирушити в подорож навколо світу, підкорити вершину гори, зробити сальто на мотоциклі або поставити на червоний весь стан у Лас-Вегасі. Такий генотип пов'язують із дальністю міграції давніх людей з Африки Євразією. Є й сумна статистика: у засуджених у в'язницях із тяжких злочинів найчастіше зустрічається «незадовільний» варіант DRD4.
Норадреналін
Норадреналін - це нейромедіатор неспання та прийняття швидких рішень. Він активізується при стресі та в екстремальних ситуаціях, бере участь у реакції «бий або біжи». Норадреналін спричиняє приплив енергії, знижує почуття страху, підвищує рівень агресії. На соматичному рівні під дією норадреналіну частішає серцебиття та підвищується тиск.Норадреналін — улюблений медіатор серферів, сноубордистів, мотоциклістів та інших любителів екстремальних видів спорту, а також їхніх колег у казино та ігрових клубах — мозок не робить різниці між реальними подіями та уявними, тому безпечного для життя ризику програти свій стан у карти достатньо для активації норадреналіну .
Високий рівень норадреналіну призводить до зниження зору та аналітичних здібностей, а недолік – до нудьги та апатії.
Ген SLC6A2 кодує білок-транспортер норадреналіну. Він забезпечує зворотне захоплення норадреналіну в пресинаптичну мембрану. Від його роботи залежить, як довго норадреналін діятиме в організмі людини після того, як він успішно впорався з небезпечною ситуацією. Мутації у цьому гені можуть викликати синдром дефіциту уваги (СДВГ).
Серотонін
Ми звикли чути про нього як про "гормон щастя", при цьому серотонін - ніякий не гормон, і зі "щастям" все не так однозначно. Серотонін - це нейромедіатор, який не так приносить позитивні емоції, як знижує сприйнятливість до негативних. Він надає підтримку «сусідним» нейромедіаторам – норадреналіну та дофаміну; серотонін задіяний у руховій активності, знижує загальне больове тло, допомагає організму у боротьбі проти запалення. Також серотонін підвищує точність передачі активних сигналів у мозку та допомагає сконцентруватися.Надлишок серотоніну (наприклад, при вживанні ЛСД) збільшує «гучність» вторинних сигналів у мозку, і виникають галюцинації. Недолік серотоніну та порушення балансу між позитивними та негативними емоціями – основна причина депресії.
Ген 5-HTTLPR кодує білок-транспортер серотоніну. Послідовність гена містить ділянку повторів, кількість яких може відрізнятися. Чим довше ланцюжок, тим простіше людині зберігати позитивний настрій та перемикатися з негативних емоцій. Чим коротше — тим вища ймовірність того, що негативний досвід буде травмуючим. З кількістю повторів також асоційовано синдром раптової дитячої смертності, агресивну поведінку при розвитку хвороби Альцгеймера та схильність до депресії.
Руйнування нейромедіаторів
Дія нейромедіаторів схожа на свято, ніби всі вийшли радісним натовпом на вулицю дивитися салют. Але свято не може (і не повинно) тривати вічно, і неонові троянди в нічному небі повинні поступитися звичним сузір'ям та ранковій зорі.Для цього в організмі є функція зворотного захоплення медіатора - коли речовина повертається із синаптичної щілини назад в пресинаптичну мембрану аксона і дія нейромедіатора припиняється. Але іноді зворотного захоплення недостатньо, і потрібні ефективніші заходи — руйнація молекули нейромедіатора. Ці функції також виконують білки.
Ген COMT кодує фермент катехол-О-метилтрансферазу, який руйнує норадреналін та дофамін. Від роботи білка залежить, наскільки добре ви справлятиметеся зі стресовими ситуаціями. Власники активної форми гена COMT - воїни за природою - отримують знижений рівень дофаміну в лобовій частині головного мозку, яка відповідає за обробку інформації та приємні відчуття. Такі люди краще пристосовуються до стресових ситуацій, вони відкриті для спілкування, у них краще пам'ять. Але через низький рівень дофаміну вони отримують менше задоволення від життя, більш схильні до депресії, у них гірше розвинені моторні функції. Малоактивний варіант гена COMT змінює ситуацію протилежну. Власники неактивної мутації мають хорошу дрібну моторику, більш креативні, але погано переносять біль, і варто їм потрапити в стресову ситуацію, як вони поринають у дратівливість, імпульсивність і тривожність. Також мутації гена COMT пов'язані з парскінсонізмом та гіпертонією.
Ген ферменту моноаміноксидази А MAOA відповідає за дезактивацію моноамінів - нейромедіаторів з однією аміногрупою, до яких належать адреналін, норадреналін, серотонін, мелатонін, гістамін, дофамін. Чим краще працює ген MAOA, тим швидше нейтралізується «затуманювання свідомості», викликаної стресовою ситуацією і тим швидше людина здатна приймати виважені рішення.
Іноді навіть ген MAOA називають геном злочинця: певні мутації гена сприяють виникненню патологічної агресії. Через те, що ген знаходиться в X-хромосомі, і у дівчаток дві копії цього гена, а у хлопчиків лише одна, серед чоловіків статистично більше «природжених злочинців».
Не будемо звалювати все на генетику — навіть щодо «затятого» гена MAOA все непросто: дослідження новозеландських учених показало, що зв'язок між геном і агресивною поведінкою проявляється лише за наявності досвіду, що травмує.
Розуміння принципів роботи нейромедіаторів дозволяє по-новому поглянути на звичні емоції, зміну настрою і навіть переглянути уявлення про те, що насправді формує нашу особистість. Продовжити захоплюючий процес самопізнання можна разом - чудова нагода дізнатися свій варіант гена COMT і MAOA.
Адреналін утворюється виключно у мозковій тканині надниркових залоз, т.к. тільки в них є специфічна метилтрансфераза, що прискорює метилювання норадреналіну адреналін. У свою чергу синтез метилтрансферази в мозковому шарі контролюється глюкокортикостероїдами і, перш ніж потрапити до загального кола кровообігу, глюкокортикоїди у великій концентрації проходять через мозковий шар. Під дією нервового імпульсу з цих гранул шляхом екзоцитозу виділяється адреналін, який потрапляє до навколишнього позаклітинного середовища, далі в кров. Норадреналін може синтезуватися у багатьох органах, на закінчення симпатичної нервової системи. У плода мозкова речовина надниркових залоз виробляє велику кількість норадреналіну, який у нього є основним гормоном стресу.
Друга реакція - лімітує, активність ферменту, що прискорює цю реакцію, пригнічується норадреналіном.
Оскільки до складу цих гормонів входить кільце пірокатехіну і в бічному ланцюгу міститься аміногрупа, їх називають пірокатехінами або катехоламінами, причому 80% цих речовин припадає на адреналін. Деякі властивості катехоламінів має ДОФамін, що міститься, головним чином, у мозковій тканині. Порушення синтезу дофаміну у чорній субстанції мозку призводить до розвитку рухових розладів – паркінсонізму. У клітинах більшість катехоламінів накопичується у спеціальних хромаффинных гранулах, це депонована резервна форма. Гранули містять до 20% адреналіну, 4%-АТФ, пов'язані з білками, менша - у вільній фізіологічно активній формі, яка швидко руйнується під впливом моноаміноксидази (МАО).
При надмірному утворенні катехоламінів, порушенні активності МАО та інших ферментів, що у метаболізмі катехоламінів, розвиваються різні патологічні стани. Показано токсичну дію продуктів метаболізму катехоламінів на тканину мозку при шизофренії, маніакально-депресивному синдромі. Дуже велика кількість катехоламінів у сечі встановлена при білій гарячці, а зменшення спостерігається при олігофренії. При епілепсії характерне різке збільшення виведення катехоламінів із сечею під час нападу та зниження у період між нападами. Розвиток атеросклерозу супроводжується зниженням рівня виведення катехоламінів із сечею. Розвиток інфаркту міокарда пов'язаний із накопиченням катехоламінів у серцевому м'язі.
Механізм дії- Перший. Рецептори, до яких можуть приєднатися катехоламіни, бувають двох видів: a-(a 1 і a 2) і b-(b 1 , b 2 і b 3)-адренорецептори, щільність їх на поверхні клітин різних органів і тканин різна. Зокрема, b-рецептори у великих кількостях є на клітинах судин мозку, серця, печінки, жирової тканини. a-рецепторів багато в судинах кишечника, периферичних судинах, в органах черевної порожнини, крім печінки. Катехоламіни, зв'язуючись з a 1 -рецепторами, прискорюють накопичення цГМФ, активують фосфоліпазу, що призводить до підвищення IP 3 і ДАГ. Катехоламіни, зв'язуючись з a 2 -адренорецепторами, сприяють зменшенню утворення ц.АМФ, а взаємодіючи з b-рецепторами стимулюють утворення ц.АМФ. Тому один і той же гормон, діючи через різні рецептори, може викликати протилежний ефект: утворення комплексу гормон-a-рецептор прискорює синтез глікогену та ліпідів, а комплекс гормон-b-рецептор викликає їхній розпад. Також відрізняється фізіологічна дія гормонів на стінки судин, особливо коронарних та мозкових: звуження судин викликає гормон, пов'язаний з a-рецептором, а розширення – пов'язаний з b-рецептором. Відомо також, що норадреналін має велику спорідненість до a 1 і β 1 -рецепторів, а адреналін - до α 2 і b 2 -рецепторів. У зв'язку з цим їх вплив на органи та тканини по-різному. Відомо також, що при великих концентраціях адреналін може взаємодіяти з a-рецепторами.
Клітини-мішені – печінка, скелетні та серцеві м'язи, жирова тканина, ЦНС, мускулатура судин, бронхів, кишечника, сечовивідних шляхів.
Фізіологічна дія:оскільки адреналін сприяє утворенню ц.АМФ, то клітинах-мішенях підвищується глікогеноліз. Молекули глюкозо-6-фосфату, що утворилися в печінці, дефосфорилуються і глюкоза надходить у кров. У м'язах ж глюкозо-6-фосфат (через відсутність ферменту глюкозо-6-фосфатази) піддається гліколізу і використовується як джерело енергії, частіше глюкоза в м'язах розпадається до молочної кислоти, яка надходить у печінку і використовується на глюконеогенез. Під дією адреналіну знижується поглинання глюкози м'язами та іншими органами та тканинами внаслідок зниження секреції інсуліну, що запобігає споживанню глюкози тканинами, зберігаючи її для мозку.
У жировій тканині, печінки підвищується ліполіз, що виділилися СЖК у печінковий клітинах піддаються b-окисленню, утворюються у підвищених кількостях кетонові тіла, які надходять у кров, а потім у м'язи та згоряють у цих клітинах. Гліцерин використовується на глюконеогенез.
Розширення судин серця, мозкової тканини покращує кровопостачання цих органів, сприяє кращому енергозабезпеченню тканин, збільшує споживання кисню, підвищує окисно-відновні процеси, внаслідок чого різко збільшується працездатність серцевих та скелетних м'язів. Отже, адреналін приводить організм у стан готовності до боротьби, прискорюючи ритм серця, збільшуючи серцевий викид та підвищуючи кров'яний тиск, готує тим самим серцево-судинну систему до активності в екстремальній ситуації. Т.о. адреналін має кардіотонічну, гіперглікемічну, калоригенну дію, т.к. сприяє максимальному забезпеченню органів і тканин, зокрема нервової системи та м'язів, що легко утилізуються енергетичними субстратами – глюкозою та кетоновими тілами. Це призводить до підвищення використання тканин кисню та підвищення обміну речовин, інтенсифікації тканинного дихання.
Процеси, що відбуваються під дією адреналіну в органах та тканинах, можна підсумовувати у вигляді таблиці
Метаболічна та фізіологічна відповідь на адреналін
Порушення синтезу адреналіну у мозковій тканині супроводжується хворобою Паркінсона.
Норадреналін, діючи через a-рецептори, звужує судини черевної порожнини та периферичні артерії. У цьому підвищується артеріальний тиск. Адреналін, діючи через b-рецептори, розширює судини мозку, печінки та серця. В результаті кровотік у цих органах покращується. Таким чином, під дією катехоламінів при стресі відбувається перерозподіл кровотоку, що підвищує адаптативні здібності організму до дії стресу.
Кай Юлій Цезар зазначив, що на небезпеку, як сказали б зараз, на стрес, люди реагували по-різному. Деякі блідли, внаслідок того, що різко скорочувалися судини шкіри та інші периферичні судини, що підвищувало як систолічний, так і діастолічний артеріальний тиск, що, своєю чергою, рефлекторно призводило до вираженої брадикардії. Так позначається дія норадреналіну. Інші люди червоніли, вони підвищували працездатність, різко посилювалися обмінні реакції. Вони переважали b-рецептори і більше вироблялося адреналіну, ніж норадреналина. Якщо адреналін посилює процеси порушення, то норадреналін – процеси гальмування. Тому люди, що червоніють у хвилини небезпеки, більш агресивні та активні, ніж бліді. Встановлено, що червоні люди живуть довше.
При тривалому вплив стресу спостерігаються порушення. Це тим, що у хворих різко підвищується концентрація адреналіну, тому адреналін зв'язується як з b-, а й з-рецепторами. В результаті звужуються периферичні судини, а також судини серця, мозку, в яких також є a-рецептори. Такий стан може спричинити інфаркти чи інсульти.
Узагальнюючи, можна сказати, що норадреналін виділяється у тих випадках, коли потрібна перебудова гемодинаміки, перерозподіл крові, а адреналін – у тих випадках, коли потрібно змінити обмін речовин у відповідь на біль, травму та інші дії.
Глюкокортикостероїди – утворюються у пучковій зоні кори надниркових залоз. В даний час з кори надниркових залоз виділено близько 100 різних похідних холестерину, що називаються кортикостероїдами. Однак біологічну активність мають десять з них, інші представляють продукти синтезу і розпаду кортикостероїдів.
Хімічна природа:Вони є похідними холестерину. Загальною ознакою всіх кортикостероїдів є наявність в них кільця циклопентанпергідрофенантрену, присутність подвійного зв'язку між 4 і 5 і кетогрупи у 3 . У 10 і 13 - метильная група.
Механізм дії- всі кортикостероїди діють за II механізмом, їх рецептори знаходяться усередині клітин. Гормон-рецепторний комплекс зв'язується зі специфічними послідовностями ДНК, що призводить до посилення швидкості транскрипції певних генів та, як наслідок, підвищення синтезу білків та ферментів. Тому дія кортикостероїдів відстрочена - починається через 12-24 години і досягає максимуму через 10-12 днів (гормони адаптації).
За впливом на обмін речовин та за місцем утвореннякортикостероїди діляться на 3 групи: в 1-му шарі (клубочкової зоні) утворюються мінералокортикостероїди (МКС), у 2-му шарі (пучковій зоні) - глюкокортикостероїди (ГКС), в 3-му шарі (сітчастої зоні) . Поділ це умовне, т.к. гормони кожної групи, володіючи потужною специфічною дією, надають ще дію гормонів іншої групи. Це більшим подібністю будови. АКС подібні до чоловічого статевого гормону - тестостерону.
Найбільш активними глюкокортикостероїдами є кортизол (гідрокортизон) -70%, кортикостерон (10%), менш активним є кортизон (20%). У людини, мавпи та собаки у великій кількості синтезується кортизол, а у щурів та кроликів – кортикостерон.
У плазмі крові більша частина кортизолу зв'язується зі спеціальним білком типу глобулінів – транскортином та сироватковим альбуміном. Зв'язування глюкокортикостероїдів з білками плазми підвищує їх розчинність, полегшує їх транспорт до органів і тканин, тимчасово інактивує, захищає від руйнування.
Хімічна природа:кортизол і кортизон у 17 мають OH-групу і
Кортикостерон Кортизон Кортизол
тому називаються 17-оксикортикостероїди – (17-ОКС). Кортизол і кортикостерон мають ОН-групу при 11 і називаються 11-ОКС. У кортизону С 11 є кетогруппа. Таким чином, у всіх кортикостероїдів при 11 в тій або іншій формі присутній кисень, і це визначає їх біологічну дію, вплив на обмін речовин.
Клітини-мішені : клітини шкіри, печінки, тимусу, селезінки, жирової, лімфоїдної, сполучної та м'язової тканин.
Фізіологічна дія:
Загальна спрямованість - катаболічна, у печінці - анаболічна.
Вплив на білковий обмін:під впливом кортикостероїдів підвищується розпад білків у всіх клітинах-мішенях, крім печінки, тому в крові збільшується вміст амінокислот. Частина амінокислот, що надійшли в печінку під впливом трансаміназ і оксидаз амінокислот, синтез яких посилюється під впливом глюкокортикоїдів, піддаються непрямому дезамінуванню. Безазотисті залишки амінокислот, що утворюються, використовуються на глюконеогенез, т.к. особливо багато синтезуються у печінці ферментів, що у глюконеогенезі. А з аміаку утворюється сечовина. У печінці усувається синтез білків.
Вплив на вуглеводний обмін:під впливом кортикостероїдів підвищується активність глюкозо-6-фосфатази і гальмується активність глюкокінази печінки, отже, глюкоза в печінці не утилізується, а наявні молекули глюкозо-6-фосфату дефосфорилуються, тому глюкоза використовується на глікогеногенезі, тим більше що ГКС Але швидкість глюконеогенезу перевищує швидкість глікогеногенезу, тому в кров виходить глюкоза, виникає гіперглікемія, яка може викликати глюкозурію.
Під дією глюкокортикостероїдів пригнічується перетворення пірувату на ацетил-КоА, тому в крові багато лактату.
Вплив на проникність судин: кортикостероїд.знижують проникність клітинних та внутрішньоклітинних мембран, можливо через пригнічення активності гіалуронідази, тому глюкоза не може проникнути в клітини різних органів. Виняток становлять тканини головного мозку, в яких глюкоза використовується як джерело енергії, і як джерело для утворення ацетилхоліну.
Вплив на ліпідний обмін:в області нижніх кінцівок і нижньої частини тулуба в жировій тканині кортикостероїдів гальмують ліпонеогенез, підвищують ліполіз, в результаті в крові збільшуються вміст СЖК, зростає надходження їх у печінку, де вони піддаються b-окисленню. З ацетилКоА, що утворюється, синтезуються кетонові тіла. А гліцерин у печінці йде на глюконеогенез.
В області обличчя та верхньої частини тулуба кортикостероїдів підвищують ліпогенез, збільшуючи жирові відкладення у зазначених частинах тіла.
Таким чином, під впливом глюкокортикоїдів у всіх клітинах-мішенях уповільнюється утилізація (окислення) глюкози; глікогеногенез, який здійснюється в печінці, не може компенсувати посилений глюконеогенез, в результаті глюкоза надходить у кров, викликаючи гіперглікемію, а потім глюкозурію. Це спрямовано адаптацію організму до стресу. М'язи активно утилізують глюкозу та СЖК, тоді як мозок в основному окислює глюкозу та частково кетонові тіла. Еритроцити використовують виключно глюкозу.
Вплив на імунну систему:Глюкокортикостероїди спричиняють імуносупресію, т.к. у вилочковій залозі та селезінці викликають інволюцію лімфоїдної тканини, лізують тимоцити, гальмують вироблення антитіл, зупиняють диференціювання Т-лімфоцитів. Пригнічення лімфоїдної тканини пов'язане з пригніченням у ній мітотичної активності та синтезу РНК. Зменшують зв'язування макрофагами антигенів. ГКС пригнічують міграцію та хемотаксис лейкоцитів, фагоцитоз та синтез інтерферону. Тому після лікування ними знижується резистентність організму до інфекцій.
Вплив на розвиток запалення: кортикостероїдінгібують виділення гістаміну та серотоніну, надаючи виражену протизапальну дію. Цей ефект кортикостероїдів обумовлений тим, що:
Вони ущільнюють мембрани клітин і перешкоджають звільненню з фосфоліпідів арахідонової кислоти за рахунок пригнічення транскрипції гена фосфоліпази А 2 . Внаслідок цього знижується утворення простагландинів, лейкотрієнів, тромбоксанів – речовин, що сприяють запаленню;
Вони зменшують рівень кінінів внаслідок стимулювання синтезу пептидаз, що руйнують кініни;
Пригнічують приплив лейкоцитів у вогнище запалення та зменшують місцеву руйнацію фібробластів;
Вони інгібують синтез пролілгідроксилази, в результаті зменшується утворення оксипроліну, який необхідний для синтезу колагену, отже, гальмується утворення рубцевої тканини. ГКСвикликають зменшення зростання та активності фібробластів, що веде до порушення синтезу колагену, затримки заміни диференційованої тканини сполучною тканиною, сповільнюється загоєння ран.
Пермісивний ефект кортикостероїдів. Вонисенсибілізують артеріоли до
дії норадреналіну, беручи участь у підтримці артеріального тиску. Передбачається, що кортизол сприяє розширенню судин нирок, у результаті посилюється клубочкова фільтрація та екскреція води із сечею.
ГКС мають дозвільний ефект на екскрецію води; необхідні для ініціації діурезу у відповідь навантаження рідиною.
Кортизол гальмує секрецію СТГ та інсуліноподібного фактора росту та зменшують синтез білка, отже, при гіперкортицизмі спостерігається затримка росту.
ГКС перешкоджають дії вітаміну Д на всмоктування кальцію та посилюють екскрецію кальцію, уповільнюють ріст. Таким чином, кортикостероїди застосовуються як протизапальні та антиалергічні препарати.
Регулювання синтезу гормонів коркового та мозкового шару надниркових залоз
Утворення та секреція гормонів кіркового та мозкового шару надниркових залоз тісно пов'язані. У відповідь на нервовий стимул під дією ацетилхоліну збільшується секреція катехоламінів. При цьому у головному мозку збільшується секреція серотоніну. Будь-яка активація симпатичної нервової системи, особливо при стресі (травми, небезпека, гіпоглікемія, біль, фізичне навантаження, гіпертермія) веде до масованого виділення катехоламінів. При сильному стресі рівень катехоламінів у крові зростає у 4-5 разів.
Під дією катехоламінів та серотоніну в гіпоталамусі збільшується утворення кортикотропін-рилізинг-фактору, який, діючи на передню частку гіпофіза, сприяє секреції АКТГ. Секреція АКТГ пригнічується опіатами, ГАМК-ергічними нейронами та кортикостероїдами. Останні найбільш сильно інгібують продукцію АКТГ та пригнічують секрецію кортикотропін-рилізинг-фактору. АКТГ підвищує секрецію кортикостероїдів, в основному кортикостероїдів і меншою мірою мінералокортикоїдів. Кортикостероїди, у свою чергу, потрапляючи в мозковий шар надниркових залоз, активують метилтрансферазу, яка сприяє утворенню норадреналіну адреналіну.
На секрецію норадреналіну впливає ацетилхолін. Вважають, що ацетилхолін підвищує проникність мембран постсинаптичних клітин, посилюючи надходження кальцію до клітин. Це призводить до виливу катехоламінів у синаптичну щілину.
На секрецію альдостерону впливають концентрації натрію та калію в крові. Зниження натрію у крові призводить до підвищення альдостерону, а калію – до зменшення. Велику роль секреції альдостерону мають нирки, у яких при зниженні артеріального тиску, крововтратах, ішемії утворюється фермент ренін. Він прискорює перетворення білка плазми крові ангіотезиногену в ангіотезин 1 (декапептид), який під дією ангіотензинперетворюючого ферменту (АПФ) переходить в ангіотезин II. Останній діє на кору надниркових залоз за першим механізмом, підвищуючи активність протеїнкінази С. мішеней та активації цитохрому Р 450 , що супроводжується підвищенням освіти та секреції альдостерону.
Соматотропний гормон (СТГ).
Хімічна природа:гормон є простим білком, що складається з 191-го амінокислотного залишку, має видову специфічність, тобто. на людину впливає лише людський СТГ або СТГ людиноподібних мавп.
Механізм дії:
Складний, гормон діє за першим і третім механізмами. Свою дію опосередковує через тирозинкіназно-фосфатазний каскад (проліферативний ефект); фосфатидилінозитідну систему та соматомедини (метаболічні ефекти). Під дією гормону росту в печінці утворюються соматомедини трьох типів - А, В, С. Соматомедини типів А і С діють подібно до інсуліну на хрящову, сполучну і кісткову тканини, а соматомедини типу В - на ЦНС. Мають інсуліноподібний ефект, який проявляється тим, що під впливом соматомединів посилюється проникність клітин-мішеней, зменшується активність аденілатциклази. При цьому соматомедини А і С типів прискорюють проліферацію клітин хрящової тканини, посилюють синтез ДНК, РНК і білка в кістковій та сполучній тканині, такий самий ефект, але в нервовій тканині, надає соматомедин типу В.
Клітини-мішені СТГ - Усі клітини організму.
Фізіологічна дія:
Дія гормону полягає в наступному:
Стимулювання проліферації клітин-мішеней. Це пов'язано з тим, що СТГ стимулює у печінці утворення соматомединів та невеликою мірою інсуліну (інсуліноподібний ефект). При цьому посилюється включення амінокислот, уридину, тимідину та сульфатів у клітини хряща та відбувається прискорення синтезу білків, нуклеїнових кислот та проліферації хондроцитів та клітин всіх інших тканин;
Метаболічні ефекти: спочатку (протягом 30-40 хвилин) СТГ стимулює проникнення глюкози в клітини та її окислення в них, але потім виявляє контрінсулярний ефект на обмін вуглеводів – знижується використання глюкози жировими та м'язовими клітинами, підвищується глюконеогенез у печінці. Подібним чином впливає на обмін ліпідів – протягом 30 - 40 хвилин виявляє інсуліноподібну дію – посилює ліпогенез, надалі знижує синтез ліпідів у жировій тканині, знижує захоплення глюкози печінкою та жировою тканиною, посилює звільнення вільних жирних кислот у кров, т.е. посилює ліполіз та кетогенну дію;
СТГ діє підшлункову залозу, посилюючи вироблення глюкагону;
Діючи через фосфатидилінозитідну систему, гормон сприяє зниженню кальцію в позаклітинному середовищі, в т.ч. у крові.
Т.ч., СТГ має інсуліноподібну дію на м'язи (короткочасний ефект), але в умовах тривалої дії у великих дозах цей гормон викликає інсулінорезистентність і виявляє діабетогенну дію. Ця дія також проявляється в тому, що СТГ підвищує продукцію глюкози печінкою та знижує захоплення глюкози тканинами. Тому СТГ більшою мірою можна віднести до контрінсулярних гормонів. Двофазова дія СТГ (інсуліноподібна та контрінсулярна) дозволяє посилювати ріст та анаболізм, не розплачуючись за це гіпоглікемією та зниженням катаболізму.
Вироблення СТГ збільшується:
При глибокому сні на ранніх стадіях (повільно-фазовому сні –
коли «летиш уві сні»);
Після впливу пірогенів та у зв'язку з травмою;
Після м'язових вправ;
При гіпоглікемії;
Після введення аргініну;
Після введення вазопресину;
Після введення наркотичних аналгетиків.
Секреція СТГ стимулюється соматоліберином, а також тироліберином, b-ендорфіном, допаміном, серотоніном, норадреналіном, ацетилхоліном. Секреція гальмується соматостатином, адреналіном та СЖК плазми крові. Гормон виділяється імпульсно, на добу 4-10 разів. Підсилюють вивільнення СТГ естрогени та глюкагон, а прогестерон знижує утворення СТГ.
Порушення секреції СТГ: гіперпродукція гормону спостерігається 1.при доброякісній пухлині аденогіпофіза; 2. у деяких вагітних перед пологами. Гіперпродукція гормону у дорослих проявляється акромегалією (збільшення розмірів деяких частин тіла – кистей, носа та ін.)
Діти гіперпродукція СТГ призводить до гігантизму. Гіпопродукція гормону небезпечна для дітей і проявляється розвитком карликовості (на відміну від дитячого гіпотиреодизму, що характеризується розвитком карликовості з розумовим порушенням – кретинізмом, за нестачі СТГ у дітей порушується тільки зростання – «розумний карлик»).
Зміни ендокринної функції підшлункової залози
можуть проявлятися у вигляді гіпер-або гіпофункції.
Гіперфункція підшлункової залози
Підвищення продукції інсуліну спостерігається за доброякісної пухлини підшлункової залози. При передозуванні інсуліну з'являються такі самі ознаки, як і при гіперпродукції інсуліну. У цьому спостерігається гіпоглікемія, що проявляється слабкістю до втрати свідомості, підвищеної пітливістю, зниженням зору. Невідкладна допомога при такому стані - введення глюкози внутрішньовенно або (якщо хворий у свідомості) шматочок цукру під язик.
Гіпофункція підшлункової залози проявляється цукровим діабетом. За механізмом виникнення цукровий діабет поділяється на: 1) інсулінзалежний – ІЗСД; 2) інсуліннезалежний - ІНСД.
ІЗСД виникає при нестачі інсуліну.
ІНСД спостерігається частіше і пов'язаний із втратою чутливості клітин-мішеней до інсуліну.
За проявом цукровий діабет поділяється на:
1) опасистий, або жирний, який виникає у тих випадках, коли в організмі відсутній вільний інсулін, а пов'язаний інсулін є; 2) худий, або істинний діабет проявляється, коли відсутня вільний і пов'язаний інсулін.
При істинному цукровому діабеті переважають у всіх клітинах підвищується ліполіз, тобто. жирова тканина тане, відбувається схуднення. При огрядному діабеті дія інсуліну зберігається у жировій тканині, де посилюється ліпогенез – спостерігається ожиріння.
Адреналін, норадреналін, дофамін, серотонін – це біогенні аміни, які є гормонами та нейромедіаторами. Їх вміст значно збільшується у біологічних рідинах при деяких нейроендокринних новоутвореннях.
Навіщо використовується цей аналіз?
- Для діагностики феохромоцитоми, нейробластоми, карциноїдних пухлин та інших нейроендокринних утворень.
Коли призначається аналіз?
- При підозрі на наявність новоутворень APUD-системи (нейроендокринних пухлин).
Синоніми росіяни
Катехоламіни (епінефрін, норепінефрін), серотонін (5-гідроксиприптамін) та їх метаболіти (ВМК, ГВК, 5-ОІУК).
Синонімианглійські
Катехоламіни (епінофрин/адреналін, norepinephrine/noradrenaline, dopamine), серотонін (5-hydroxytryptamine; 5-HT) і metabolites (vanillylmandelic acid /VMA, homovanillic acid/HVA, 5-hydroxyindoleacetic AA).
Метод дослідження
Високоефективна рідинна хроматографія, газова хроматографія-мас-спектрометрія (ГХ-МС).
Одиниці виміру
Пг/мл (пікограм на мілілітр), нг/мл (нанограм на мілілітр), мг/добу. (міліграм на добу).
Який биоматериал можна використовуватиме дослідження?
Добову сечу, венозну кров.
Як правильно підготуватись до дослідження?
- Виключити з раціону банани, авокадо, сир, каву, чай, какао, пиво протягом 48 годин до дослідження.
- Не вживати їжі протягом 12 годин до дослідження.
- Скасувати симпатоміметики за 14 днів до дослідження (за погодженням з лікарем).
- Виключити прийом сечогінних препаратів протягом 48 годин до збирання сечі (за згодою з лікарем).
- Повністю виключити прийом лікарських засобів протягом 24 годин перед дослідженням (за погодженням з лікарем).
- Виключити фізичну та емоційну перенапругу протягом 24 годин до дослідження.
- Виключити фізичну та емоційну перенапругу під час збору добової сечі (протягом доби).
- Не курити протягом 24 годин до дослідження.
- Не палити протягом усього періоду збирання добової сечі.
Загальна інформація про дослідження
Нейроендокринні пухлини (апудоми) - новоутворення, що походять з ендокринних клітин, що дифузно розташовані в різних тканинах і органах (APUD). До них відносяться феохромоцитома, нейробластома, гастринома, ВІПома, карциноїд та деякі інші новоутворення. У поодиноких випадках виявляється спадковий синдром множинної ендокринної неоплазії (МЕН), для якого характерна одночасна наявність нейроендокринних пухлин у різних органах та тканинах (наприклад, феохромоцитома медулярний рак щитовидної залози нейроми слизових оболонок гангліонейроми)
Феохромоцитома є гормонально активною пухлиною клітин симпато-адреналової системи, що виробляє катехоламіни. У 90% випадків феохромоцитоми виникають у мозковій речовині надниркових залоз. Набагато рідше вони локалізуються поза надниркових залоз: у 8% – в аортальному поперековому параганглії, менш ніж у 2% випадків – у черевній та грудній порожнинах (парагангліях, сечовому міхурі, воротах печінки та нирок) та менш ніж у 0,1% випадків – у області шиї (біфуркація сонної артерії) Патогенез та клінічна картина захворювання обумовлені надлишковим надходженням до крові адреналіну, норадреналіну.
Катехоламіни синтезуються з амінокислоти тирозину та забезпечують регуляцію основних фізіологічних параметрів організму (частоти дихання та серцевих скорочень, артеріального тиску, ниркового кровотоку), а також беруть участь у процесах вищої нервової діяльності (формування настрою, мотивації). У нормі рівень катехоламінів підвищується при дії стресових факторів і залишається низьким у спокої. Пухлини нейроендокринного походження характеризуються неконтрольованою секрецією катехоламінів, внаслідок чого їх концентрація, а також рівень їх метаболітів у крові та сечі багаторазово зростає.
У більшості випадків феохромоцитома секретує обидва види катехоламінів. Деякі пухлини продукують лише один із цих моноамінів, дуже рідко переважає дофамін. Крім катехоламінів, феохромоцитома може синтезувати серотонін, адренокортикотропний гормон, вазоактивний інтестинальний пептид, соматостатин та інші гормони.
Відповідей між розмірами пухлини, рівнем катехоламінів у крові та клінічною картиною не існує. Дрібні пухлини можуть синтезувати та секретувати в кров велику кількість катехоламінів, тоді як великі пухлини метаболізують катехоламіни у власній тканині та секретують лише невелику їх частину. Найчастіше зустрічається так звана пароксизмальна форма феохромоцитоми, коли він секреція норадреналіну відбувається не завжди, а епізодично. Так як норадреналін досить швидко метаболізується, найбільш точний результат аналізу буде отримано при взятті сечі під час або відразу після епізоду гіпертонічного кризу, а не в період між нападами. У період між нападами слід вимірювати концентрацію основного метаболіту норадреналіну – ванілілміндальної кислоти. Вона не піддається подальшим біохімічним перетворенням і може бути використана для оцінки концентрації норадреналіну, навіть якщо його секреція має пульсовий характер.
Нейробластома теж є нейроендокринною пухлиною, для якої характерна секреція надлишку адреналіну, норадреналіну та їх метаболітів. Однак при діагностиці нейробластоми набагато важливіший рівень дофаміну та його кінцевого метаболіту гомованілінової кислоти. Підвищення її концентрації у сечі виявляється у 90 % випадків нейробластоми.
Для карциноїдних пухлин різної локалізації характерна секреція серотоніну. Серотонін не є катехоламіном, але також відноситься до групи біогенних амінів з гормональною та нейромедіаторною активністю. Він синтезується з амінокислоти триптофану і зберігається в ентерохромафінних клітинах шлунково-кишкового тракту (80-95% від загальної кількості), різних структурах головного мозку, опасистих клітинах шкіри, тромбоцитах та деяких інших ендокринних органах. Серотонін знижує поріг больової чутливості, регулює функцію гіпофіза, впливає на судинний тонус, згортання крові, моторику та секреторну активність шлунково-кишкового тракту. При карциноїдних пухлинах у сечі підвищується концентрація продукту метаболізму серотоніну. 5-гідроксиіндолоцтова кислота. Аналіз добової сечі на 5-гідроксиіндолоцтову кислоту характеризується високою чутливістю (75%) та специфічністю (88-100%), що дозволяє вважати цей тест одним з основних способів підтвердити діагноз «карциноїдна пухлина». Однак слід зазначити, що існують не секретуючі серотонін карциноїди, а симптоми захворювання неспецифічні і частина пацієнтів тривало можуть бути відсутніми.
При хірургічному видаленні та ефективному лікуванні нейроендокринних пухлин рівень гормонів та їх метаболітів нормалізується. Збереження підвищеної концентрації вазоактивних пептидів та продуктів їхнього метаболізму свідчить про неефективність терапії, наявність метастазів або про те, що пухлина не вдалося видалити повністю.
Навіщо використовується дослідження?
- Для діагностики феохромоцитоми, парагангліом, нейробластоми та карциноїдних пухлин;
- для контролю за лікуванням нейроендокринних пухлин;
- для оцінки ефективності терапії, що проводиться апудом;
- для діагностики рецидивів нейроендокринних пухлин
Коли призначається дослідження?
- При підозрі на феохромоцитому (приступи головного болю, прискореного серцебиття, посилена пітливість, біль у животі, нудота);
- при обстеженні пацієнтів з тяжкою стійкою артеріальною гіпертензією, кризовим перебігом та при неефективності стандартної гіпотензивної терапії;
- за будь-якої форми артеріальної гіпертонії у дітей;
- при підвищенні АТ після призначення бета-адреноблокаторів або гангліоблокаторів;
- при спадковій схильності до синдромів множинних ендокринних неоплазій, навіть за відсутності симптомів новоутворень;
- при симптомах нейробластоми (частіше у дітей) - ознаках здавлювання навколишніх тканин, болі в кістках, кульгавості, діареї/запорі, втраті маси тіла;
- при симптомах карциноїдної пухлини: відчуття припливу крові до шкіри обличчя та шиї, пітливості, головного болю, діареї, болю в животі, відчуття перебоїв у роботі серця, задишці;
- при пелагрі (гіповітаміноз РР, пов'язаний з підвищеною продукцією серотоніну з триптофану при карциноїді);
- при виявленні новоутворень у галузі надниркових залоз при ультразвуковому дослідженні, комп'ютерній або магнітно-резонансній томографії;
- після видалення апудоми (нейроендокринної пухлини);
- при моніторингу стану пацієнтів із МЕН-синдромами.
Що означає результати?
Референсні значення
- Адреналін: 0 - 110 пг/мл.
- Норадреналін: 70 - 750 пг/мл.
- Дофамін: 0 - 87 пг/мл.
- Серотонін: 50 - 220 нг/мл.
- Ванілілміндальна кислота
- Гомованілінова кислота
- 5-гідроксиіндолоцтова кислота: 2 - 7 мг на добу.
Причини підвищення рівня адреналіну, норадреналіну та ванілілміндальної кислоти:
- нейробластома;
- виражене занепокоєння та інтенсивні фізичні навантаження;
- гіпертонічна хвороба (збільшення рівня адреналіну у 1,5-2 рази);
- гіпотензія, гіпоглікемія;
- прийом ліків (аспірину, леводопи, тетрацикліну, пеніциліну, препаратів адреналіну та норадреналіну).
Причини зниження рівня адреналіну, норадреналіну та ванілілміндальної кислоти:
- анорексія;
- синдром Райлі - Дія;
- ортостатична гіпотензія;
- прийом ліків (клонідину, іміпраміну, резерпіну, інгібіторів МАО).
Причини підвищення рівня дофаміну та гомованілінової кислоти:
- нейробластома;
- феохромоцитома та інші парагангліоми;
- пухлини головного мозку;
- синдром Костелло;
- прийом ліків (дисульфіраму, леводопи, резерпіну).
Причини зниження рівня дофаміну та гомованілінової кислоти:
- прийом ліків (аспірину, інгібіторів МАО).
Причини підвищення рівня серотоніну та 5-гідроксиіндолоцтової кислоти:
- карциноїдні пухлини;
- медулярний рак щитовидної залози;
- пухлини яєчка;
- ендокардит;
- демпінг-синдром;
- гостра кишкова непрохідність;
- муковісцидоз;
- прийом ліків (парацетамолу, діазепаму, напроксену, піндололу).
Причини зниження рівня серотоніну та 5-гідроксиіндолоцтової кислоти:
- мастоцитоз;
- фенілкетонурія;
- карциноїдні пухлини прямої кишки;
- хвороба Хартнупа;
- прийом ліків (етанолу, іміпраміну, ізоніазиду, сульфасалазину).
Що може впливати на результат?
Збільшують концентрацію катехоламінів та їх метаболітів у крові та сечі:
- деякі лікарські препарати, такі як хлорпромазин, бензодіазепіни, симпатоміметики, вітамін С, рибофлавін і вітамін В12, ампіцилін, аспірин, леводопа, еритроміцин, тетрациклін, препарати адреналіну, амфетамінів, хінідин;
- деякі продукти (червоне вино, сир, квашена капуста, авокадо, ківі, сливи, шоколад).
- деякі лікарські препарати, такі як солі літію, інгібітори МАО, метилдопу, морфін, резерпін;
- продукти, багаті на серотонін і триптофан (авокадо, банани, сливи, горіхи, ананаси, ківі, грейпфрути).
Важливі зауваження
- У 20-30 % всіх випадків феохромоцитома виникає в результаті мутацій, що наслідуються, тому виявлення цього захворювання (особливо при двосторонній локалізації) вимагає виключення пухлини у членів сім'ї.
- Концентрація гормонів і меншою мірою їх метаболітів у сечі схильна до добових коливань, а також залежить від супутніх захворювань, харчування та прийому деяких ліків. Незважаючи на це, що її значне (чотирикратне) підвищення дозволяє з упевненістю припускати наявність пухлини нейроендокринного походження.
- Результат аналізу не дозволяє визначити локалізацію, розмір, кількість пухлин, а також диференціювати злоякісні та доброякісні пухлини. Для уточнення діагнозу, локалізації, розміру та типу пухлини необхідні інструментальні методи діагностики та гістологічне дослідження матеріалу.
- Катехоламіни (адреналін, норадреналін, дофамін) та їх метаболіти (ванілілміндальна кислота, гомованілінова кислота, 5-гідроксиіндолоцтова кислота) у сечі
- Vinik AI та ін. NANETS є consensus guidelines для diagnosis neuroendocrine tumor. Pancreas. 2010 Aug;39(6):713-34.
- Pacak K et al. Пеохромоцитома: перекази щодо клінічної практики від Першого Міжнародного Симпозіума. October 2005. Nat Clin Pract Endocrinol Metab. 2007 Feb;3(2):92-102.
Роль гормонів у життєдіяльності організму людини безцінна, адже вони регулюють та підтримують усі життєво важливі функції. Є гормони, які сприяють стабільній роботі органів постійно. Але не менш важливими є й ті, що виділяються в кров при виникненні певних умов. До останніх відносяться гормони надниркових залоз - катехоламіни, про які і йтиметься в цій статті.
Що таке катехоламіни?
Катехоламіни– гормони, які виробляються наднирковими залозами, вони ж є і нейротрансмітерами, що забезпечують міжклітинний взаємозв'язок у нервовій системі.
Під катехоламінами мають на увазі такі фізіологічно активні речовини, як адреналін, норадреналін та дофамін.
Біологічна активність катехоламінів є широкою. Вони беруть активну участь в обмінних процесах, підтримують внутрішнє середовище організму, впливають на метаболізм у тканинах, роботу центральної нервової системи, активізують гіпофіз та гіпоталамус.
Кількість вироблення катехоламінів обумовлена психічним та фізичним станом людини. При підвищеному навантаженні, сильних емоціях, а також при деяких захворюваннях їхня кількість збільшується в рази.
Адреналінвикидається в кров при інтенсивному фізичному чи емоційному навантаженні. Його ще називають "гормоном страху". Коли людина відчуває сильний переляк чи переживання, концентрація адреналіну у крові значно підвищується. При виділенні адреналіну в кров можуть спостерігатися позитивні та негативні сторони.
Із позитивних сторін:
- у стресових ситуаціях адреналін надає людині бадьорості, активності, підвищує рухову функцію м'язів;
- звужує судини та активізує приплив крові до серця, м'язів, легень, а значить людині набагато легше впоратися з важкими, непосильними завданнями;
- покращує розумові здібності, пам'ять, логіку;
- збільшує больовий поріг у шокових ситуаціях;
- розширюються дихальні шляхи, у своїй знижується навантаження серце.
З негативних сторін:
- різке підвищення артеріального тиску;
- при регулярному викиді адреналіну виснажується мозкова тканина надниркових залоз, внаслідок чого може розвинутись надниркова недостатність;
- регулярний викид адреналіну поступово руйнує внутрішні ресурси людини, які здатні відновитися повному обсязі.
Норадреналінще називають «гормоном люті», оскільки разом із викидом цього гормону у кров спостерігається реакція агресії, і навіть приплив сили. Концентрація норадреналіну збільшується при фізичному навантаженні, у стресовій ситуації, при кровотечах та інших обставин, де необхідна перебудова роботи організму. Дія цього гормону викликає сильне звуження судин, а відтак відіграє важливу роль у регулюванні об'єму та швидкості кровотоку. Підвищений рівень норадреналіну в деяких випадках є ознакою серйозних захворювань: інсульту, інфаркту, наркоманії, алкоголізму та психічних патологій.
- «Гормон задоволення» і нейромедіатор, підвищується в організмі, коли людина відчуває приємні почуття. Цей гормон відповідає за психоемоційний стан, він підтримує працездатність людини, роботу мозку та серця, перешкоджає депресії та накопиченню зайвої ваги, покращує увагу та пам'ять, регулює рухову активність, впливає на процеси навчання та мотивації, а також виконує багато інших позитивних функцій в організмі.
Нестача дофаміну може спричинити проблеми з обміном речовин, депресію, апатію, дратівливість. Також це провокує небезпечні захворювання: хворобу Паркінсона, діабет, дискінезію, серцево-судинні порушення. Якщо простежується безпричинне підвищення дофаміну, це може говорити про наявність пухлин.
Синтез катехоламінів
Катехоламіни синтезуються в мозку та мозковому шарі надниркових залоз. Попередником катехоламінів є тирозин, з якого вони власне і утворюються під впливом кількох ферментів.
Основний та підсумковий продукт синтезу катехоламінів – це адреналін. На цей гормон виробляється 80% усіх катехоламінів мозкової речовини. За межами мозкового шару адреналін не утворюється.
Схематично синтез катехоламінів виглядає так:
Тиразин – ДОФА (3,4 – діоксифелаланін) – Дофамін – Норадреналін – Адреналін
Функції катехоламінів
Ефекти катехоламінів поширюються на всі функції організму. Основною метою є серце, судини, мозок, печінка, ЖК, м'язи, бронхи.
Розглянемо прямий та непрямий вплив катехоламінів на організм.
Прямі ефекти
- Серцево-судинна система
Катехоламіни створюють спазми у підшкірних судинах, судинах слизових оболонок та нирок. Також активують посилений кровообіг у м'язах.
Під дією катехоламінів частіше скорочуються м'язи серця, міокарда, крім того, збільшується хвилинний об'єм серця та швидкість збудження. Збільшується насичення киснем міокарда, що дуже важливо за багатьох серцевих захворювань.
- Метаболізм
Катехоламіни активують обмінні процеси, і навіть стимулюють розпад деяких енергетичних ресурсів. Прискорюють потік енергії, що сприяє інтенсивному вивільненню важливих субстратів у кров.
- Внутрішні органи
У жінок під впливом катехоламінів відбувається овуляція та транспортування яйцеклітини трубами, у чоловіків вони сприяють вивільненню сперматозоїдів при еякуляції. Також катехоламіни розслаблюють мускулатуру кишечника та сечового міхура.
Непрямі ефекти
Катехоламіни впливають на процес секреції багатьох гормонів, серед яких такі важливі як прогестерон, тироксин, інсулін, ренін, гастрин.
Відзначається їхній вплив на організм при шокових ситуаціях, травмах. Тут гормони беруть участь у мобілізації субстрату та збереженні стабільного кровотоку.
При дії холоду катехоламіни допомагають підтримувати оптимальну температуру тіла.
Під час фізичних навантажень вони сприяють збільшенню хвилинного об'єму серця та підтримують кровотік.
Гормони регулюють багато життєво важливих процесів в організмі, і будь-який дисбаланс може викликати суттєвий збій у роботі органів і систем людини. Тільки злагоджена взаємодія всіх біологічних речовин та органів забезпечує нормальну та щасливу життєдіяльність.
Вплив на фізіологічні процеси, психоемоційний стан, настрій, забезпечення реакції організму у стресової ситуації, поведінка при депресії – всі ці функції виконують особливі речовини – катехоламіни. До цієї групи належать адреналін, норадреналін, дофамін.
Синтез катехоламінів
p align="justify"> Між названими біологічно активними речовинами існує біохімічний зв'язок. Біосинтез катехоламінів запускає амінокислота тирозин, вона надходить в організм із білковою їжею. Одним із продуктів реакції є речовина Дофа, вона надходить у кров і далі в головний мозок. Дофа є попередником гормону дофаміну, а з нього утворюється норадреналін. Кінцевим продуктом біосинтезу катехоламінів є адреналіну.
Адреналін та норадреналін секретуються мозковою речовиною надниркових залоз. Утворення гормонів починається під дією кортикотропіну (гормон виділяє в кров гіпоталамус у разі стресової ситуації для передачі сигналу залозам). У них різні хімічні формули, і їхня дія на організм відрізняється. Гормони у біохімії мають інші назви. Адреналін називають епінефрином, норадреналін відповідно – норепінефрином.
Давно помічено, що страх і ненависть – споріднені емоції та породжують одна одну. Перетворення норадреналіну на адреналінна біохімічному рівні тому підтвердження. У ході небезпечної ситуації, коли у людини виникає реальна загроза життю, а норадреналін «як гормон люті».
Дія на організм
До основних функцій норадреналіну відносяться:
- модулятор процесів гальмування нервової системи;
- допомагає стабілізувати артеріальний тиск та частоту дихання;
- регулює функціональність ендокринних залоз;
- підтримує працездатність;
- бере участь у прояві вищих почуттів.
Фізіологічна дія норепінефрину на організм у стресовій ситуації схожа на дію епінефрину:
- звужуються кровоносні судини;
- пришвидшується серцевий ритм;
- частішають дихальні рухи;
- підвищується артеріальний тиск;
- проявляється тремор;
- прискорюється перистальтика кишківника.
Крім цього обидва гормони при небезпеці та загрозі для життя:
- сприяють надходженню в організм великої кількості кисню;
- забезпечують збільшення концентрації глюкози у крові;
- прискорюють жировий та білковий обмін.
Незважаючи на взаємозв'язок адреналіну та норадреналіну, вони мають принципові відмінності. Різниця спостерігається у наступній реакції організму після сплеску гормону. Після стрибка концентрації норадреналіну людина не відчуває почуття ейфорії.що виникає як післядія від адреналіну.
При викиді епінефрину реакцію людини у відповідь можна охарактеризувати як « бий чи біжи», норепінефрін формує реакцію « нападай чи захищайся». Є відмінність у тривалості дії гормонів. Період дії норадреналіну вдвічі коротший, ніж у адреналіну.
Проте дія норепінефрину неоціненна, наприклад, для спортсменів або під час роботи над розвитком особистісних якостей. Норадреналін виробляється не лише з метою протистояти стресу, а й спонукає боротися та перемагати. У цьому полягає ще одна його відмінність. Цікавими є дослідження ендокринної системи тварин. У хижаків норадреналін переважає. У той час, як у їхніх потенційних жертв він практично відсутній.
І дофамін із норадреналіном ріднять відчуття, які відчуває людина, наприклад, при прослуховуванні гарної музики, вживанні смачної їжі. У цих випадках виробляються не тільки гормони щастя та задоволення, а й відбувається вироблення норепінефрину.
За однією з теорій виникнення депресій, причиною виникнення такого стану є низька концентрація в крові норадреналіну або дофаміну. При цьому поплутана свідомість, байдужість, втрата інтересу до життя – це ознаки нестачі саме норадреналіну.
Баланс між катехоламінами
Важливість балансу гормонів норадреналіну та адреналіну важко переоцінити. Поява в організмі першого запускає синтез другого. Депресія, синдром дефіциту уваги пов'язують із нестачею норепінефрину в організмі. Якщо цей гормон підвищений, проявляється тривога, безсоння, напади панічної атаки.
З низьким рівнем норепінефрину і відповідно з порушеним гормональним балансом пов'язують багато патологічних станів:
- синдром хронічної втоми;
- порушення функцій центральної нервової системи;
- фіброміалгія (хронічний м'язовий біль);
- мігрені;
- біполярні розлади;
- хвороба Альцгеймера;
- хвороба Паркінсона.
Дисбаланс, пов'язаний із різким підвищенням концентрації обох гормонів, пов'язаний:
- з маніакально-депресивним синдромом;
- тяжкими травмами голови;
- з пухлинами, що активно ростуть;
- з наявністю цукрового діабету;
- з інфарктом.
Аналіз на вміст катехоламінів
Дія катехоламінів на організм дуже специфічна. При прояві перерахованих вище патологічних станів проводять аналіз крові на визначення рівня вмісту цих речовин. Для отримання точного результату роблять забір венозної крові пацієнта в ранковий час, коли основна кількість катехоламінів знаходиться у вихідній концентрації.
За 3-4 дні з раціону повністю виключаються кава, цитрусові, шоколад, банани. У період підготовки до аналізу не можна приймати аспірин. Від здачі крові для проведення аналізу потрібно відмовитись, якщо напередодні пацієнт переніс стрес.
Куріння, норадреналін та адреналін
Любителі тютюнових виробів підкреслюють дію сигаретного диму, що бадьорить. У затятих курців зі стажем розвивається нікотинова залежність, відмовитися від цієї шкідливої звички проблемно. Ці факти пов'язані з проявом дії катехоламінів.
Нікотин, який потрапляє у кров, стимулює викид і норадреналіну, і адреналіну. Їхній рівень у крові підвищується буквально за кілька секунд. Під дією цих речовин частішає серцебиття, підвищується тиск, що справляє справді підбадьорливий ефект.
У головному мозку покращується кровообіг, відбувається викид дофаміну. Він виробляється при курінні постійно, тому розвивається нікотинова залежність. Підбадьорливий ефект нікотину має короткочасну дію. При цьому його згубна дія на організм величезна.
Норадреналін та адреналін надають колосальну захисну дію на організм людини. Допомагають йому протистояти стресам та небезпеці, боротися та досягати мети. Гормони сприяють формуванню швидкої реакції у ситуації, що з загрозою життю. Між гормонами існує тісний зв'язок, але їхня дія на організм відрізняється. Дуже важливо дотримуватися балансу між концентрацією епінефрину та норепінефрину.