카테콜아민은 그저 다음과 같은 것일 뿐입니다. 신경 전달 물질나중에 다룰 개념입니다. 이것들은 또한 다음과 같이 알려져 있습니다. 아미노 호르몬카테콜아민의 어원적 정의는 다음과 같이 설명할 수 있습니다. 카테콜아민은 아드레날린, 노르아드레날린, 도파민을 포함하는 물질 그룹입니다. 이 물질들은 아미노산으로부터 합성됩니다. 티로신이것이 바로 카테콜기와 아미노기로 구성되어 있는 방식입니다.
그런 의미에서 카테콜아민(CA) 또는 아미노호르몬은 구조 내에 특정 아미노산을 함유하는 모든 물질로 정의될 수 있다. 교리 교사 그룹 그리고 사이드 체인이 있습니다. 아미노기이것들은 혈액 속을 순환하는 호르몬으로서 우리 몸에서 기능할 수 있습니다. 시냅스 신경전달물질따라서 이들은 신경계와 내분비계에서 핵심적인 역할을 합니다.
그러나 신경 전달 물질은 정확히 무엇입니까?
이 정의는 카테콜아민과 관련된 모든 것을 이해하는 열쇠로 간주 될 수 있습니다. 이런 의미에서 신경 전달 물질은 일종의 화학적 신경전달물질 또는 뉴런 하나가 다른 세포와 소통할 수 있도록 하는 메시지입니다. 과학적으로 말하면, 그것은... 가능하게 만드는 생체 분자 신경전달 시냅스 전 말단에서 방출되어 시냅스 후 세포의 특정 수용체에 작용함으로써 작용합니다.
카테콜아민과 같은 신경전달물질은 다음과 같은 곳에 저장됩니다. 시냅스 소포신경 세포는 활동 전위에 반응하여 신경 세포 또는 효과기 세포의 막에 있는 수용체에 결합합니다. 이후, 작용을 완료하기 위해 재흡수되거나 분해됩니다. 이러한 빠른 반응 속도 때문에 신경 세포의 효과는 강렬하지만 지속 시간은 짧을 수 있습니다. 짧은 기간.
신경 전달이란 무엇입니까?
그것은 그저 ~에 지나지 않습니다. 정보 전달 신경 세포(뉴런)에서 다른 뉴런, 근육 세포 또는 샘으로 신호를 전달하는 것. 이 모든 것은 다음을 통해 이루어집니다. 시냅스시냅스는 신경 세포와 수용체 세포를 분리하는 공간 또는 기능적 접촉 영역입니다. 전기 신호가 신경 말단에 도달하면 카테콜아민이 시냅스 공간으로 방출되어 수용체 세포가 활성화되거나 억제됩니다.
카테콜아민은 기능을 수행합니다. 호르몬 왜냐하면 그것들은 다음과 같은 곳에서 발생하기 때문입니다. 신장 땀샘 (주로 부신수질에서) 합성되어 혈류로 방출됩니다. 또한 다른 곳에서도 합성됩니다. 신경 결말 특이성을 띠기 때문에 신경전달물질로도 간주됩니다. 이러한 이중적인 특성 덕분에 그 효과가 매우 국소적(시냅스)이거나 전신적(혈액 순환)일 수 있다는 것을 이해할 수 있습니다.
이 전체 경로에서 첫 번째 핵심 분자는 바로 이것입니다. 티로신이는 카테콜아민 생성 뉴런(카테콜아민을 생산하는 뉴런)의 공급원으로 사용됩니다. 이 뉴런들은 주로 다음 부위에서 기원합니다. 크로마핀 세포 부신수질과 교감신경계의 신경절후 섬유에 존재합니다.
카테콜아민에는 크게 세 가지 종류가 있습니다. 아드레날린, 노르아드레날린, 도파민노르에피네프린과 도파민은 중추신경계에서 신경전달물질로 작용하며, 혈류로 들어가면 호르몬으로 작용합니다. 에피네프린은 주로 다음과 같은 것으로 간주됩니다. 부신수질 호르몬여러 장기에 강력하고 광범위한 영향을 미칩니다.
카테콜아민은 일반적으로 개인과 신체를 다음 상황에 대비시키는 생리적 변화를 일으킵니다. 투쟁, 도주 또는 격렬한 신체 활동이러한 변화에는 심박수 증가, 혈압 상승, 포도당 방출 증가, 근육으로의 혈류 재분배 등이 포함됩니다.
카테콜아민의 기본 화학 구조 및 종류
카테콜아민의 구조는 다음과 같이 구성됩니다. 벤젠 고리 두 개의 하이드록실기를 가진 (이를 이렇게 부릅니다) 카테콜), 하나 중간 사슬 및 말단 아미노기이러한 공통적인 화학적 구조는 각각 생물체 내에서 서로 다른 기능을 수행함에도 불구하고 이들이 많은 특성을 공유하는 이유를 설명해 줍니다.
- 아드레날린(에피네프린)주로 부신수질에서 생성되며, 주로 호르몬으로 작용하고 다음과 같은 기능에 필수적입니다. 싸우거나 도망치는 반응심박수, 혈압 및 에너지 방출량이 증가합니다.
- 노르아드레날린(노르에피네프린)부신수질과 교감신경계의 뉴런에서 모두 생성됩니다. 신경전달물질이자 호르몬으로서 작용하며, 다음을 조절합니다. 혈관수축혈압 및 각성도.
- 도파민뇌의 여러 부위에서 합성되는 이 물질은 다음과 같은 역할을 하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 동기, 즐거움, 운동 제어 및 학습또한, 신장 기능과 특정 조직의 혈류를 조절합니다.
이것들은 모두 다음으로부터 합성됩니다. 티로신하지만 생성 장소와 수용체의 분포로 인해 각 장기 또는 시스템에서 그 기능은 매우 특수해집니다.
특정 질병과의 관계
연구 결과는 오랫동안 다음과 같은 사실을 보여왔습니다. 카테콜아민 경로의 기능 장애 이 물질들은 양극성 장애 및 정신분열증과 관련이 있습니다. 이러한 연관성은 여러 가지 이유 중 하나로, 이 물질들의 재흡수 또는 분해를 조절하는 약물의 효과로 인해 명확해졌습니다. 모노아민 산화효소 억제제(MAOI) 그리고 삼환계 항우울제.
운동 기능에서, 도파민 질병에 직접적으로 관여한다 파킨슨이 병리에서는 도파민성 신경세포의 퇴행이 나타납니다. 검은 물질이는 기저핵과의 소통을 방해하고 운동 조절 능력을 심각하게 손상시킵니다.
또한, 도파민과 노르에피네프린 수치의 이상이 관련되어 있습니다. 기분 장애 주요 우울증, 양극성 장애 및 일부 불안 장애와 같은 질환이 있습니다. 도파민 결핍은 무감정, 무쾌감증 및 동기 부여의 어려움과 관련될 수 있으며, 과도한 도파민 활동은 다음과 관련됩니다. 정신병 증상.
내분비학 분야에서 카테콜아민의 과잉 생산은 다음과 같은 종양으로 인해 발생할 수 있습니다. 갈색 세포종 (부신수질종양) 또는 부신경절종이는 심각한 고혈압, 심계항진, 두통 및 심한 발한을 반복적으로 유발합니다.
카테콜아민은 이렇게 생성됩니다: 생합성 과정을 단계별로 살펴보겠습니다.
La 카테콜아민 생합성 이는 아미노산 티로신에서 시작하여 일련의 잘 정의된 효소 단계를 거치는 고도로 조절된 과정입니다.
- 티로신 → L-도파효소에 의해 촉매되는 티로신 하이드록실라제(TH)이 반응은 티로신의 메타 위치에 하이드록실기를 첨가하여 3,4-디하이드록시-L-페닐알라닌(L-DOPA)을 형성합니다. 이것이 바로 속도 제한 단계 경로의.
- L-도파 → 도파민: 촉매에 의해 촉진되는 반응 도파 데카르복실라제이는 L-DOPA에서 카르복실기를 제거하는 과정입니다. 필요 조건: 피리독살 인산염 보조인자로서.
- 도파민 → 노르에피네프린: 촉매 작용을 통해 도파민 β-하이드록실라제이 반응은 아스코르브산과 산소를 이용하여 하이드록실기를 첨가하는 반응입니다. 이 반응은 대부분 세포 내부에서 일어납니다. 시냅스 소포.
- 노르아드레날린 → 아드레날린효소에 의해 촉매되는 페닐에탄올아민 N-메틸트랜스퍼라제(PNMT)이는 S-아데노실메티오닌으로부터 메틸기를 전달하여 아드레날린을 생성하는 반응입니다.
티로신 하이드록실화효소는 카테콜아민을 합성하는 모든 세포에서 발견되며, 복합 작용 산화효소 이 효소는 분자 산소와 비오프테린을 보조 인자로 사용합니다. 정상적인 조건에서 티로신 농도는 티로신 수산화효소를 포화 상태로 유지하기에 충분하므로 조절은 주로 다른 요인에 의존합니다. 보조인자와 효소 자체 전구체 아미노산보다 더.
흥미로운 특징은 티로신 수산화효소가 또한 다음과 같은 기능을 수행할 수 있다는 점입니다. 페닐알라닌을 수산화시키다티로신을 생성하는 과정입니다. 이 메커니즘은 페닐알라닌 수산화효소 결핍이 있는 페닐케톤뇨증과 같은 질환에서 중요할 수 있습니다.
카테콜아민 생합성 조절
카테콜아민 생합성은 장기적으로나 단기적으로나 매우 정교하게 조절되는 과정입니다.
- 장기 규제일반적으로 다음과 같은 변화를 수반합니다. 조절 효소의 양특히 티로신 수산화효소와 도파민 β-수산화효소의 발현에 있어서 그렇습니다. 호르몬 및 스트레스 요인은 이러한 효소의 합성을 증가시키거나 감소시킬 수 있습니다.
- 단기 규제이는 다음과 같은 메커니즘을 통해 생성됩니다. 인산화 티로신 하이드록실화효소의 각 소단위에는 인산화될 수 있는 세린 잔기(8, 19, 31, 40번 위치)가 포함되어 있습니다. 19번과 40번 잔기의 인산화는 효소 활성을 크게 증가시킵니다.
세린 잔기 40은 주로 다음에 의해 인산화됩니다. 단백질 키나아제 A다른 잔류물들은 CAM 키나아제 II 및 기타 키나아제에 의해 변형될 수 있습니다. 신경 말단의 탈분극 칼슘 유입으로 인해 티로신 하이드록실화효소의 활성이 증가하고, 이로 인해 해당 키나아제들이 활성화되어 카테콜아민 합성이 기능적 요구에 맞게 조절됩니다.
또한, 속도 제한 단계를 촉매하는 효소(티로신 수산화효소)는 다음과 같습니다. 도파와 도파민에 의해 억제됨 이들은 결합 부위를 놓고 비오프테린과 경쟁하기 때문에 음성 피드백 메커니즘을 통해 작용합니다. 따라서 해당 경로의 생성물이 축적되면 합성 속도가 감소합니다.
시냅스 소포에 저장
카테콜아민이 합성되면 체내에 저장됩니다. 시냅스 소포 과립형 또는 치밀핵 소포로 알려져 있습니다. 이 소포 내부에는 다음과 같은 물질이 들어 있습니다. 크로모그라닌칼슘과 ATP가 고농도(약 1000mM)로 존재한다.
카테콜아민은 크로모그라닌과 복합체를 형성하며, 이는 카테콜아민의 작용에 기여합니다. 안정성 및 포장이 소포체에는 또한 다음이 포함되어 있습니다. 도파민 β-하이드록실라제그러므로 노르아드레날린의 합성은 적어도 부분적으로는 소포체 자체 내에서 일어난다.
카테콜아민이 소포체로 들어가는 시스템은 다음과 같습니다. 양성자 역수송체필요한 양성자 기울기는 다음과 같이 생성됩니다. 프로톤-ATPase 이는 양성자를 내부로 펌핑하여 약 5,5의 pH를 유지합니다. 이 수집 시스템은 광범위한 기능을 가지고 있습니다. 기질 특이성이로 인해 다른 아민(일부 약물 포함)이 체내 카테콜아민과 수송권을 놓고 경쟁할 수 있게 됩니다.
카테콜아민을 방출하는 과정
시냅스 소포 또는 부신수질의 크로마핀 세포에서 카테콜아민이 방출되는 것은 의존적인 과정입니다. 칼슘과 세포외 배출적절한 자극에 반응하여 칼슘 채널이 열리고, 이로 인해 세포 내 칼슘 농도가 증가하며, 소포체가 세포막과 융합하게 됩니다.
카테콜아민 방출에는 몇 가지 핵심 과정이 관여합니다. 첫째, 활성화가 일어납니다. 아드레날린 수용체 (노르에피네프린과 에피네프린의 경우) 서로 다른 조직에 존재합니다. 이 두 신경전달물질은 매우 다양한 효과를 나타내는데, 이는 여러 수용체 아형이 서로 연결되어 있기 때문입니다. 서로 다른 신호 전달 경로 각 세포 유형별로.
예를 들어 평활근에서는 다음과 같은 원인이 될 수 있습니다. 수축 만약 α 수용체가 활성화된다면, 휴식 이들이 β2 수용체에 작용하면, 혈관 내에서는 주로 작용하는 수용체 아형과 특정 혈관 부위에 따라 혈관 수축 또는 혈관 이완을 유발합니다.
하지만 기관지에서는 β2 수용체의 활성화가 주로 다음을 생성합니다. 기관지확장소화관에서는 평활근의 수축과 이완을 모두 유발하여 장 운동을 조절할 수 있습니다. 심장의 경우, β1 수용체의 활성화는... 심박수 증가 그리고 수축력이 증가하여 심박출량.
아드레날린 수용체와 도파민 수용체
아드레날린 수용체와 도파민 수용체는 다음과 같은 유형입니다. 대사성 (G 단백질과 연결되어) 카테콜아민의 화학적 신호를 특정한 세포 내 반응으로 변환합니다.
- 아드레날린 수용체(α 및 β)아드레날린과 노르아드레날린은 두 종류의 수용체 모두에 대한 작용제입니다. α 수용체는 α1 또는 α2일 수 있으며, α1 수용체는 다시 A, B, D 아형으로 나뉘는데, 이들은 작용 방식에 따라 차이가 있습니다. 길항제, 위치 및 작용 기전β 수용체(β1, β2 및 β3)는 자극하는 능력을 공유합니다. 아데닐레이트 시클라제 또한 cAMP를 증가시키지만, 서로 다른 기능적 특성을 보이기도 합니다.
- 도파민 수용체이들은 크게 두 가지 계열로 나뉩니다: D1 유사 계열(D1 및 D5), 아데닐레이트 시클라아제를 자극하다그리고 D2 유사형(D2, D3 및 D4)은 일반적으로 이 효소를 억제하세요 또한 칼륨 채널을 활성화하거나 칼슘 채널을 억제합니다. 설피리드와 클로자핀과 같은 일부 항정신병 약물은 이러한 수용체의 특정 하위 유형을 길항함으로써 작용합니다.
이러한 수용체를 활성화하면 다음과 같은 효과가 나타날 수 있습니다. 단기 (단백질 인산화에 의해) 또는 장기이는 전사 인자와 즉각적인 반응 유전자를 통한 유전자 발현의 변화를 통해 이루어집니다.
카테콜아민의 분해, 재흡수 및 반감기
카테콜아민은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다. 반감기가 매우 짧음 (수 분 정도) 혈액 속을 순환하는 동안 작용이 멈춥니다. 이들의 작용을 끝내는 주요 메커니즘은 다음과 같습니다. 탈환 그것들을 방출한 뉴런과 주변의 신경교 세포에 의해.
- 회수 컨베이어다양한 유형이 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다. NET (노르에피네프린 수송체, 아드레날린도 수송함) DAT (도파민 운반체)와 VMAT-2 (소포성 모노아민 수송체, 소포 재충전 담당). 처음 두 가지는 다음에 의존합니다. 나트륨 기울기 세포 내부를 향하는.
- 효소적 분해카테콜아민은 재흡수되거나 혈액 순환계에 들어가면 두 가지 주요 효소에 의해 분해됩니다. 모노아민 산화효소(MAO) 과 카테콜-O-메틸트랜스퍼라제(COMT).
MAO는 다음 위치에 있습니다. 미토콘드리아의 외막 이 효소는 모노아민의 산화적 탈아미노화를 수행하여 알데히드를 생성하고, 생성된 알데히드는 다른 효소에 의해 산으로 전환됩니다. 이 효소에는 두 가지 동형체가 있습니다. MAO-A (노르아드레날린과 세로토닌을 우선적으로 대사하는) 마오비 (더 넓은 스펙트럼을 가짐). MAO는 장과 간에 매우 풍부하게 존재하며, 이곳에서 음식에 함유된 아민을 분해하여 혈류로 대량 유입되는 것을 방지합니다.
COMT는 적혈구를 포함한 여러 조직에서 발견되며, S-아데노실메티오닌으로부터 카테콜 고리로 메틸기를 전달합니다. MAO와 COMT의 복합적인 작용은 다음을 생성합니다. 비활성 대사산물 결국 소변을 통해 배출되는 것들, 예를 들면 다음과 같습니다. 바닐릴만델산(VMA)호모바닐산 또는 3-메톡시-4-하이드록시페닐글리콜.
인체의 일상적인 기능의 중요성
이러한 신경전달물질은 다양한 역할을 수행하기 때문에 우리 몸의 기능에 매우 중요합니다. 이들은 여러 가지 메커니즘에 관여합니다. 신경 으로 내분비계신속하고 적응력 있는 대응을 조율합니다.
이러한 영향 중 하나는 그들이 행사하는 영향입니다. 중추 신경계그들은 다음과 같은 프로세스를 제어합니다. 운동, 인지, 감정, 학습 및 기억도파민은 보상 및 동기 부여 회로에 관여하고, 노르아드레날린은 각성 및 주의 집중력에 관여하며, 아드레날린은 신체가 스트레스에 대처할 수 있도록 준비하는 데 관여합니다.
말초 영역에서 카테콜아민은 다음을 조절합니다. 심박수은 혈압은 호흡 과 에너지 대사필요할 때 신속하게 에너지를 공급하기 위해 저장된 포도당과 지방산을 동원합니다.
스트레스와 관련하여 카테콜아민은 근본적인 역할을 합니다. 생리적 반응 이러한 수용체는 사람이 신체적 또는 정서적 스트레스를 경험할 때 활성화됩니다. 부신수질과 교감신경 말단에서 아드레날린과 노르아드레날린이 분비되어 신체가 실제 또는 인지된 위협에 반응할 준비를 하게 됩니다.
연구 결과에 따르면 이러한 물질들은 세포 수준에서 다음과 같은 작용을 하는 것으로 나타났습니다. 신경 활동 수용체에 따라 이온 채널을 열거나 닫음으로써 뇌의 여러 영역에서 뉴런의 활동 속도와 발화 패턴을 조절합니다. 수용체 의존적 이온 조절을 설명하는 이러한 세포 수준의 효과 중 일부는 1990년대에 이미 기술되었습니다.
카테콜아민의 존재 여부는 어떻게 확인하나요?
카테콜아민 수치는 다음을 통해 측정할 수 있습니다. 혈액 및 소변 검사 및 분석혈액 내 카테콜아민의 약 50%는 혈장 단백질에 결합되어 있으며, 나머지 부분은 자유롭게 순환하는데, 일반적으로 최근 활동을 평가하기 위해 측정되는 것이 바로 이 부분입니다.
임상에서 갈색세포종이나 부신경절종과 같은 이상이 의심될 경우 특정 검사를 시행합니다. 혈장 카테콜아민 과 소변 대사산물 (예를 들어, 24시간 소변에서 측정되는 메타네프린과 노르메타네프린은) 과잉 생산을 나타내는 매우 유용한 지표 역할을 합니다.
카테콜아민의 신경전달에 장애가 발생하거나 감소하면 특정 문제가 발생할 수 있습니다. 신경학적 및 신경정신학적 질환그중 하나는 우울증인데, 이는 불안과는 달리 특정 뇌 영역에서 이러한 물질의 수치가 낮은 것과 관련이 있습니다. 불안의 경우에는 일반적으로 아드레날린 시스템의 과활성화가 두드러지게 나타납니다.
반면에 도파민은 다음과 같은 질병에서 필수적인 역할을 하는 것으로 보입니다. 파킨슨 (도파민 결핍으로 인해) 그리고 정신 분열증 (특정 경로에서 도파민 활성이 상대적으로 과잉되어 발생함). 이러한 연관성은 임상 양상에 따라 카테콜아민의 작용을 증가시키거나 차단하는 약물 사용에 대한 지침을 제공합니다.
마지막으로, 카테콜아민 수치가 다음과 같은 영향을 미칠 수 있다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 생활 방식과 식단의 영향을 받습니다.붉은 고기, 달걀, 생선, 유제품, 병아리콩, 렌틸콩, 견과류와 같이 페닐알라닌과 티로신 함량이 높은 식품들은 카테콜아민 합성에 필요한 전구체를 제공합니다.
식품 산업에서 가장 널리 사용되는 감미료인 아스파탐은 청량음료와 다이어트 제품에 사용되는 이러한 첨가제의 세계 시장에서 60% 이상을 차지하는 것으로 추정되며, 또한 다음과 같은 성분을 함유하고 있습니다. 페닐알라닌티로신은 다음과 같은 식품에서 상당량 발견될 수 있습니다. 치즈.
카테콜아민 수치 증가는 우리에게 어떤 느낌을 줄까요?
아드레날린과 노르아드레날린은 다음과 같이 작용합니다. 교감신경흥분 호르몬이는 신체를 활동에 대비시키는 역할을 하는 교감신경계의 과활성화 효과를 모방하고 증폭시킨다는 것을 의미합니다.
따라서 이러한 물질들이 혈류로 방출되면, 혈압 상승근육 수축 증가, 혈당 수치 상승, 심박수 및 호흡수 증가. 이 모든 것이 카테콜아민이 신체 준비에 필수적인 이유를 설명해 줍니다. 스트레스 반응, 투쟁 또는 도피 반응.
주관적인 차원에서 카테콜아민과 관련된 호르몬 및 신경 변화는 다음과 같은 결과를 초래합니다. 경계심, 에너지, 초조함 또는 행복감강도와 상황에 따라 적절한 카테콜아민 분비 증가는 어려움에 직면했을 때 수행 능력을 향상시키는 데 도움이 될 수 있지만, 반복적이고 강렬한 분비 증가는 특정 질환과 관련될 수 있습니다. 불안과 만성 스트레스.
위험한 상황에서의 카테콜아민 방출
카테콜아민이 대량으로 방출되려면 먼저 [무언가]가 방출되어야 합니다. 아세틸 콜린 교감신경 절전 뉴런에서 분비되는 아세틸콜린은 부신수질에 신경을 전달하여 아드레날린과 노르아드레날린의 세포외 배출로 이어지는 일련의 세포 반응을 활성화시킵니다.
아드레날린 수치가 올라가면, 이는 소위 말하는 것의 증가를 유발합니다. 심장의 수축력 심박수를 증가시키고, 그 결과 조직에 더 많은 산소가 공급됩니다. 마찬가지로, 호흡 수 그러면 기관지가 확장되어 공기가 폐로 들어가는 것이 용이해집니다.
인지적 차원에서, 카테콜아민의 조절된 활성화는 다음과 같은 결과를 초래합니다. 우리는 자극에 더 빠르게 반응합니다.그 더 잘 배우고 더 잘 기억해 봅시다 상황에 대한 몇 가지 관련 세부 정보(특히 상황이 심각하거나 위협적이었던 경우). 그러나 이러한 물질의 높은 농도가 지속적으로 유지될 경우 여러 가지 문제가 발생할 수 있습니다. 불안감, 불면증, 집중력 저하.
반대로, 도파민 수치가 낮으면 발병 시기에 영향을 미치는 것으로 보입니다. 주의력 결핍학습 장애, 무감정증, 우울증 등이 있습니다. 이러한 증상으로 인해 도파민 전달을 증가시키는 약물이 개발되었습니다. 주의력결핍 과잉행동장애(ADHD) 혹은 파킨슨병 환자 본인.
카테콜아민은 함께 작용하여 뇌와 신체의 나머지 부분을 연결하는 매우 정교한 화학적 신호 전달 체계를 형성하고, 환경의 요구에 따라 생체 신호를 순식간에 조절하며, 감정, 기억, 면역, 운동과 같은 복잡한 과정을 조절합니다. 따라서 카테콜아민의 기능을 이해하는 것은 정상적인 생리 현상뿐만 아니라 수많은 신체적, 정신적 질환을 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다.