الكاتيكولامينات: التوليف والإفراج والوظائف - علم النفس العصبي - 2026

و الكاتيكولامينات أو aminohormonas هي المواد التي تحتوي في بنيتها مجموعة الكاتيكول وسلسلة جانبية مع مجموعة الأمينية. يمكن أن تعمل في أجسامنا كهرمونات أو كناقلات عصبية.

الكاتيكولامينات هي فئة من الأمينات الأحادية التي يتم تصنيعها من التيروزين. أهمها الدوبامين والأدرينالين والنورادرينالين. تتكون من نواقل عصبية مهمة جدًا في أجسامنا ولها وظائف متعددة ؛ يشاركون في كل من الآليات العصبية والغدد الصماء.

التركيب الجزيئي للنوربينفرين (نورأدرينالين) ، من عائلة الكاتيكولامين.

بعض وظائف الجهاز العصبي المركزي التي يتحكمون بها هي الحركة والإدراك والعواطف والتعلم والذاكرة. كما أنها تلعب دورًا أساسيًا في الاستجابة للتوتر. بهذه الطريقة ، يزيد إطلاق هذه المواد عند التعرض للإجهاد البدني أو العاطفي. على المستوى الخلوي ، تعدل هذه المواد نشاط الخلايا العصبية عن طريق فتح أو إغلاق القنوات الأيونية وفقًا للمستقبلات المعنية.

يمكن رؤية مستويات الكاتيكولامين من خلال اختبارات الدم والبول. في الواقع ، ترتبط الكاتيكولامينات بحوالي 50٪ من البروتينات في الدم.

يبدو أن التعديلات في ناقل الحركة العصبي الكاتيكولامين تفسر بعض الاضطرابات العصبية والنفسية العصبية. على سبيل المثال ، يرتبط الاكتئاب بمستويات منخفضة من هذه المواد ، على عكس القلق. من ناحية أخرى ، يبدو أن الدوبامين يلعب دورًا أساسيًا في أمراض مثل باركنسون والفصام.

التخليق الحيوي للكاتيكولامينات

مشتق الكاتيكولامينات من التيروزين ، وهو حمض أميني يصنع البروتينات. يمكن اشتقاقه مباشرة من النظام الغذائي (كمصدر خارجي) أو تصنيعه في الكبد من فينيل ألانين (كمصدر داخلي).

فينيل ألانين

فينيل ألانين هو حمض أميني أساسي للإنسان. يتم الحصول عليها من خلال النظام الغذائي ، على الرغم من وجودها أيضًا في بعض المواد ذات التأثير النفساني.

للحصول على مستويات كافية من الكاتيكولامينات ، من المهم تناول الأطعمة الغنية بالفينيل ألانين ، مثل اللحوم الحمراء والبيض والأسماك ومنتجات الألبان والحمص والعدس والمكسرات ، إلخ.

تيروزين

التركيب الكيميائي للحمض الأميني Tyrosine (المصدر: Clavecin عبر ويكيميديا ​​كومنز)

أما التيروزين فيمكن إيجاده في الجبن. لتكوين الكاتيكولامينات ، يجب تصنيع التيروزين بواسطة هرمون يسمى التيروزين هيدروكسيلاز. بمجرد هيدروكسيل ، يتم الحصول على L-DOPA (L-3،4-dihydroxyphenylalanine).

الدوبامين والنورادرينالين

ثم يمر DOPA بعملية نزع الكربوكسيل من خلال إنزيم DOPA decarboxylase ، مما ينتج الدوبامين.

جزيء الدوبامين ثنائي الأبعاد.

من الدوبامين ، وبفضل بيتا هيدروكسيل الدوبامين ، يتم الحصول على norepinephrine (وتسمى أيضًا norepinephrine).

جزيء النوربينفرين

الأدرينالين

يصنع الإبينفرين في لب الغدد الكظرية التي تقع فوق الكلى. ينشأ من النوربينفرين. ينشأ الإبينفرين عندما يتم تصنيع النوربينفرين بواسطة إنزيم فينيل إيثانول أمين إن ميثيل ترانسفيراز (PNMT). يوجد هذا الإنزيم فقط في خلايا النخاع الكظري.

هيكل الأدرينالين

من ناحية أخرى ، يتم إنتاج تثبيط تخليق الكاتيكولامين عن طريق عمل AMPT (alpha methyl-p-tyrosine). هذا مسؤول عن تثبيط إنزيم التيروزين هيدروكسيلاز.

أين يتم إنتاج الكاتيكولامينات؟

تنشأ الكاتيكولامينات الرئيسية في الغدد الكظرية ، وتحديدا في النخاع الكظري لهذه الغدد. يتم إنتاجها بفضل خلايا تسمى chromaffins: في هذا المكان يفرز الأدرينالين في 80٪ ، والنورأدرينالين في 20٪ المتبقية.

هاتان المادتان تعملان كهرمونات الودي. أي أنها تحاكي آثار فرط النشاط على الجهاز العصبي الودي. وهكذا ، عندما يتم إطلاق هذه المواد في مجرى الدم ، هناك زيادة في ضغط الدم ، وتقلص أكبر للعضلات ، وزيادة في مستويات الجلوكوز. وكذلك تسارع دقات القلب والتنفس.

لهذا السبب ، تعتبر الكاتيكولامينات ضرورية للتحضير للتوتر أو القتال أو ردود الفعل.

نوربينفرين أو نوربينفرين

يتم تصنيع Norepinephrine أو norepinephrine وتخزينها في ألياف postganglionic للأعصاب السمبثاوية المحيطية. يتم إنتاج هذه المادة أيضًا في خلايا الموضع الأزرق ، في مجموعة خلايا تسمى A6.

تتجه هذه الخلايا العصبية إلى الحُصين ، واللوزة ، والمهاد ، والقشرة. يشكل مسار النوربينيفرين الظهري. يبدو أن هذا المسار يشارك في الوظائف المعرفية مثل الانتباه والذاكرة.

يبدو أن المسار البطني ، الذي يتصل بمنطقة ما تحت المهاد ، يشارك في الوظائف الخضرية والغدد الصماء العصبية والوظائف اللاإرادية.

الدوبامين

من ناحية أخرى ، يمكن أن ينشأ الدوبامين أيضًا من لب الغدة الكظرية والأعصاب السمبثاوية المحيطية. ومع ذلك ، فهو يعمل بشكل أساسي كناقل عصبي في الجهاز العصبي المركزي. وبهذه الطريقة ، يحدث بشكل رئيسي في منطقتين من جذع الدماغ: المادة السوداء والمنطقة السقيفية البطنية.

على وجه التحديد ، توجد المجموعات الرئيسية من خلايا الدوبامين في المنطقة البطنية من الدماغ المتوسط ​​، وهي منطقة تسمى "مجموعة الخلايا A9". تشمل هذه المنطقة المادة السوداء. تقع أيضًا في مجموعة الخلايا A10 (المنطقة السقيفية البطنية).

تقوم الخلايا العصبية A9 بإسقاط أليافها على النواة المذنبة والبوتامين ، وتشكل المسار الأسود للولادة. هذا ضروري للتحكم في المحرك.

بينما تمر الخلايا العصبية في منطقة A10 عبر نواة المتكئة ، اللوزة والقشرة قبل الجبهية ، وتشكل مسار القشرة الحوفية المتوسطة. هذا ضروري في التحفيز والعواطف وتكوين الذكريات.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك مجموعة أخرى من الخلايا الدوبامينية في جزء من منطقة ما تحت المهاد ، والتي تتصل بالغدة النخامية لممارسة الوظائف الهرمونية.

هناك أيضًا نوى أخرى في منطقة جذع الدماغ مرتبطة بالأدرينالين ، مثل منطقة ما بعد الميلاد والجهاز الانفرادي. ومع ذلك ، من أجل إطلاق الأدرينالين في الدم ، من الضروري وجود ناقل عصبي آخر ، أستيل كولين.

إطلاق سراح

من أجل إطلاق الكاتيكولامينات ، فإن الإطلاق المسبق للأسيتيل كولين ضروري. يمكن أن يحدث هذا التحرير ، على سبيل المثال ، عندما نكتشف خطرًا. يعصب الأستيل كولين النخاع الكظري وينتج سلسلة من الأحداث الخلوية.

التركيب الجزيئي أستيل

والنتيجة هي إفراز الكاتيكولامينات في الفضاء خارج الخلية عن طريق عملية تسمى خروج الخلايا.

كيف يتصرفون في الجسد؟

هناك سلسلة من المستقبلات موزعة في جميع أنحاء الجسم تسمى مستقبلات الأدرينالية. يتم تنشيط هذه المستقبلات بواسطة الكاتيكولامينات ، وهي مسؤولة عن مجموعة متنوعة من الوظائف.

عادة عندما يرتبط الدوبامين أو الإبينفرين أو النوربينفرين بهذه المستقبلات ؛ هناك رد فعل قتال أو هروب. وهكذا يزداد معدل ضربات القلب ويزداد توتر العضلات وتتسع حدقة العين. كما أنها تؤثر على الجهاز الهضمي.

من المهم أن نلاحظ أن الكاتيكولامينات في الدم التي يفرزها النخاع الكظري تمارس تأثيرها على الأنسجة المحيطية ، ولكن ليس على الدماغ. وذلك لأن الجهاز العصبي مفصول بواسطة الحاجز الدموي الدماغي.

هناك أيضًا مستقبلات محددة للدوبامين ، وهي من 5 أنواع. توجد هذه في الجهاز العصبي ، وخاصة في قرن آمون ، والنواة المتكئة ، والقشرة الدماغية ، واللوزة ، والمادة السوداء.

المميزات

يمكن أن تعدل الكاتيكولامينات وظائف متنوعة للغاية للجسم. كما ذكر أعلاه ، يمكن أن تنتشر في الدم أو يكون لها تأثيرات مختلفة في الدماغ (مثل النواقل العصبية).

بعد ذلك ، سوف تكون قادرًا على معرفة الوظائف التي تشارك فيها الكاتيكولامينات:

وظائف القلب

من خلال زيادة مستويات الأدرينالين (بشكل رئيسي) ، هناك زيادة في قوة انقباض القلب. بالإضافة إلى زيادة وتيرة ضربات القلب. هذا يسبب زيادة في إمداد الأكسجين.

وظائف الأوعية الدموية

بشكل عام ، تؤدي زيادة الكاتيكولامينات إلى تضيق الأوعية ، أي تقلص الأوعية الدموية. النتيجة هي ارتفاع ضغط الدم.

وظائف الجهاز الهضمي

يبدو أن الإبينفرين يقلل من الحركة وإفرازات المعدة والأمعاء. وكذلك تقلص العضلة العاصرة. المستقبلات الأدرينالية المشاركة في هذه الوظائف هي a1 و a2 و b2.

وظائف المسالك البولية

يريح الإبينفرين العضلة النافصة للمثانة (لذلك يمكن تخزين المزيد من البول). في الوقت نفسه ، تتقلص العضلة العاصرة والتريغون للسماح باحتباس البول.

ومع ذلك ، فإن الجرعات المعتدلة من الدوبامين تزيد من تدفق الدم إلى الكلى ، مما يؤدي إلى تأثير مدر للبول.

وظائف العين

تؤدي الزيادة في الكاتيكولامينات أيضًا إلى اتساع حدقة العين (توسع حدقة العين). بالإضافة إلى انخفاض ضغط العين.

وظائف الجهاز التنفسي

يبدو أن الكاتيكولامينات تزيد من معدل التنفس. بالإضافة إلى ذلك ، له تأثيرات استرخاء قوية للشعب الهوائية. وبالتالي ، فهو يقلل من إفرازات الشعب الهوائية ، مما يؤدي إلى عمل موسع للشعب الهوائية.

وظائف في الجهاز العصبي المركزي

في الجهاز العصبي ، يعمل النورإبينفرين والدوبامين على زيادة اليقظة والانتباه والتركيز ومعالجة التحفيز.

يجعلنا نتفاعل بشكل أسرع مع المحفزات وتجعلنا نتعلم ونتذكر بشكل أفضل. كما أنها تتوسط في مشاعر السرور والثواب. ومع ذلك ، فقد ارتبطت المستويات المرتفعة من هذه المواد بمشاكل القلق.

بينما يبدو أن مستويات الدوبامين المنخفضة تؤثر على ظهور اضطرابات الانتباه وصعوبات التعلم والاكتئاب.

وظائف المحرك

الدوبامين هو الكاتيكولامين الرئيسي الذي يشارك في التوسط في التحكم في الحركات. المناطق المسؤولة هي المادة السوداء والعقد القاعدية (خاصة النواة المذنبة).

في الواقع ، تبين أن غياب الدوبامين في العقد القاعدية هو أصل مرض باركنسون.

ضغط عصبى

الكاتيكولامينات مهمة جدًا في تنظيم الإجهاد. يتم رفع مستويات هذه المواد لإعداد أجسامنا للتفاعل مع المحفزات التي يحتمل أن تكون خطرة. هذه هي الطريقة التي تظهر بها ردود القتال أو الهروب.

إجراءات على جهاز المناعة

لقد ثبت أن الإجهاد يؤثر على جهاز المناعة ، حيث يتم التوسط فيه بشكل أساسي عن طريق الأدرينالين والنورادرينالين. عندما نتعرض للإجهاد ، تفرز الغدة الكظرية الأدرينالين ، بينما يفرز الجهاز العصبي النوربينفرين. هذا يعصب الأعضاء المشاركة في جهاز المناعة.

تؤدي الزيادة المطولة في الكاتيكولامينات إلى إجهاد مزمن وضعف في جهاز المناعة.

تحليل الكاتيكولامينات في البول والدم

يكسر الجسم الكاتيكولامينات ويخرجها في البول. لذلك ، من خلال تحليل البول ، يمكن ملاحظة كمية الكاتيكولامينات التي تفرز في فترة 24 ساعة. يمكن إجراء هذا الاختبار أيضًا من خلال فحص الدم.

يُجرى هذا الاختبار عادةً لتشخيص الأورام في الغدد الكظرية (ورم القواتم). قد يؤدي وجود ورم في هذه المنطقة إلى إفراز الكثير من الكاتيكولامينات. ما ينعكس في أعراض مثل ارتفاع ضغط الدم والتعرق المفرط والصداع وعدم انتظام دقات القلب والرعشة.

يمكن أن تظهر المستويات العالية من الكاتيكولامينات في البول أيضًا أي نوع من الإجهاد المفرط ، مثل الالتهابات في جميع أنحاء الجسم أو العمليات الجراحية أو الإصابات الرضحية.

على الرغم من أنه يمكن تغيير هذه المستويات إذا تناولوا أدوية لضغط الدم أو مضادات الاكتئاب أو الأدوية أو الكافيين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي الشعور بالبرد إلى زيادة مستويات الكاتيكولامينات في التحليل.

ومع ذلك ، قد تشير القيم المنخفضة إلى مرض السكري أو حدوث تغيرات في نشاط الجهاز العصبي.

المراجع

1. براندان ، نورث كارولاينا ، يانوس ، ب. ، كريستينا ، آي ، رويز دياز ، دان ، ورودريغيز ، إيه إن (2010). هرمونات الكاتيكولامين الكظرية. رئيس قسم الكيمياء الحيوية بكلية الطب..
2. كاتيكولامين. (سادس). تم الاسترجاع في 2 يناير 2017 ، من Wikipedia.org.
3. كاتيكولامين. (21 من 12 لعام 2009). تم الحصول عليها من Encyclopædia Britannica.
4. الكاتيكولامينات في الدم. (سادس). تم الاسترجاع في 2 يناير 2017 ، من WebMD.
5. الكاتيكولامينات في البول. (سادس). تم الاسترجاع في 2 يناير 2017 ، من WebMD.
6. كارلسون ، إن آر (2006). فسيولوجيا السلوك 8. الطبعة مدريد: بيرسون. ص: 117-120.
7. Gómez-González، B.، & Escobar، A. (2006). الإجهاد والجهاز المناعي. القس ميكس نيوروسي ، 7 (1) ، 30-8.