Catecolamina - Catecholamine

norepinefrina (noradrenalina)
epinefrina (adrenalina)

Um catecolamina ( / ˌ k ul t ə k l ə m i n / ; abreviado CA ) é um neurotransmissor de monoamina , um composto orgânico que tem um catecol ( benzeno com duas hidroxilo grupos laterais ao lado da outra) e um lado- amina de cadeia .

O catecol pode ser uma molécula livre ou um substituinte de uma molécula maior, onde representa um grupo 1,2-di-hidroxibenzeno.

As catecolaminas são derivadas do aminoácido tirosina , que é derivado de fontes dietéticas, bem como da síntese da fenilalanina . As catecolaminas são solúveis em água e 50% se ligam às proteínas plasmáticas em circulação.

Incluídas entre as catecolaminas estão a epinefrina (adrenalina), a norepinefrina (noradrenalina) e a dopamina . Liberação dos hormônios epinefrina e norepinefrina da medula adrenal das glândulas supra-renais é parte da resposta de luta ou fuga .

A tirosina é criada a partir da fenilalanina por hidroxilação pela enzima fenilalanina hidroxilase . A tirosina também é ingerida diretamente da proteína da dieta. As células secretoras de catecolaminas usam várias reações para converter a tirosina em série em L- DOPA e depois em dopamina. Dependendo do tipo de célula, a dopamina pode ser posteriormente convertida em norepinefrina ou ainda mais convertida em epinefrina.

Vários medicamentos estimulantes (como várias anfetaminas substituídas ) são análogos da catecolamina.

Estrutura

As catecolaminas têm a estrutura distinta de um anel benzeno com dois grupos hidroxila , uma cadeia etila intermediária e um grupo amina terminal . As feniletanolaminas, como a norepinefrina, têm um grupo hidroxila na cadeia etila.

Produção e degradação

Vias biossintéticas para catecolaminas e traços de aminas no cérebro humano
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Em humanos, as catecolaminas (mostradas em amarelo) são derivadas do aminoácido L- fenilalanina.
A L- fenilalanina é convertida em L- tirosina por um aminoácido aromático hidroxilase (AAAH) enzima ( fenilalanina 4-hidroxilase ), com oxigênio molecular (O 2 ) e tetrahidrobiopterina como cofatores . A L- Tirosina é convertida em L- DOPA por outra enzima AAAH ( tirosina 3-hidroxilase ) com tetrahidrobiopterina , O 2 e ferro ferroso (Fe 2+ ) como cofatores. L -DOPA é convertida em dopamina pela enzima aromático L -amino ácido descarboxilase (AADC) , com fosfato de piridoxal , como o co-factor. A própria dopamina também é usada como precursor na síntese dos neurotransmissores norepinefrina e epinefrina . A dopamina é convertida em norepinefrina pela enzima dopamina β-hidroxilase (DBH) , com O 2 e ácido L- ascórbico como cofatores. A norepinefrina é convertida em epinefrina pela enzima feniletanolamina N- metiltransferase (PNMT) com S- adenosil- L- metionina como cofator.

Localização

As catecolaminas são produzidas principalmente pelas células cromafins da medula adrenal e pelas fibras pós - ganglionares do sistema nervoso simpático . A dopamina , que atua como um neurotransmissor no sistema nervoso central , é amplamente produzida nos corpos celulares neuronais em duas áreas do tronco encefálico: a área tegmental ventral e a substância negra , a última das quais contém neurônios pigmentados por neuromelanina . Os corpos celulares de pigmentação semelhante com neuromelanina do locus coeruleus produzem norepinefrina . A adrenalina é produzida em pequenos grupos de neurônios no cérebro humano que expressam sua enzima sintetizadora, feniletanolamina N- metiltransferase ; esses neurônios se projetam de um núcleo adjacente (ventrolateral) à área postrema e de um núcleo na região dorsal do trato solitário .

Biossíntese

A dopamina é a primeira catecolamina sintetizada a partir do DOPA. Por sua vez, a norepinefrina e a epinefrina são derivadas de modificações metabólicas adicionais da dopamina. A enzima dopamina hidroxilase requer cobre como cofator (não mostrado no diagrama) e DOPA descarboxilase requer PLP (não mostrado no diagrama). A etapa limitante da taxa na biossíntese de catecolaminas por meio da via metabólica predominante é a hidroxilação de L- tirosina em L- DOPA.

A síntese de catecolaminas é inibida pela alfa-metil- p- tirosina ( AMPT ), que inibe a tirosina hidroxilase .

Os aminoácidos fenilalanina e tirosina são precursores das catecolaminas. Ambos os aminoácidos são encontrados em altas concentrações no plasma sanguíneo e no cérebro. Em mamíferos, a tirosina pode ser formada a partir da fenilalanina da dieta pela enzima fenilalanina hidroxilase , encontrada em grandes quantidades no fígado. Quantidades insuficientes de fenilalanina hidroxilase resultam em fenilcetonúria , um distúrbio metabólico que leva a déficits intelectuais, a menos que seja tratado por manipulação dietética. Geralmente, considera-se que a síntese de catecolaminas começa com a tirosina. A enzima tirosina hidroxilase (TH) converte o aminoácido L- tirosina em 3,4-dihidroxifenilalanina ( L- DOPA). A hidroxilação de L -tirosina por TH resultados na formação do precursor DA L -DOPA, que é metabolizado pela aromático L descarboxilase do ácido amino (AADC; ver Cooper et al., 2002) para a dopamina transmissor. Esta etapa ocorre tão rapidamente que é difícil medir L- DOPA no cérebro sem primeiro inibir AADC. Em neurônios que usam DA como transmissor, a descarboxilação de L- DOPA em dopamina é a etapa final na formação do transmissor; entretanto, naqueles neurônios que usam norepinefrina (noradrenalina) ou epinefrina (adrenalina) como transmissores, a enzima dopamina β-hidroxilase (DBH), que converte a dopamina em norepinefrina, também está presente. Ainda em outros neurônios nos quais a epinefrina é o transmissor, uma terceira enzima feniletanolamina N- metiltransferase (PNMT) converte a norepinefrina em epinefrina. Assim, uma célula que usa epinefrina como seu transmissor contém quatro enzimas (TH, AADC, DBH e PNMT), enquanto os neurônios de norepinefrina contêm apenas três enzimas (sem PNMT) e células de dopamina apenas duas (TH e AADC).

Degradação

As catecolaminas têm meia-vida de alguns minutos quando circulam no sangue. Eles podem ser degradados por metilação por catecol- O- metiltransferases (COMT) ou por desaminação por monoamina oxidases (MAO) .

Os IMAOs se ligam à MAO, impedindo-a de quebrar as catecolaminas e outras monoaminas.

O catabolismo das catecolaminas é mediado por duas enzimas principais: a catecol- O- metiltransferase (COMT) que está presente na fenda sináptica e no citosol da célula e a monoamina oxidase (MAO) que está localizada na membrana mitocondrial. Ambas as enzimas requerem cofatores: COMT usa Mg 2+ como cofator, enquanto MAO usa FAD . A primeira etapa do processo catabólico é mediada por MAO ou COMT, que depende do tecido e da localização das catecolaminas (por exemplo, a degradação das catecolaminas na fenda sináptica é mediada pela COMT porque a MAO é uma enzima mitocondrial). As próximas etapas catabólicas na via envolvem álcool desidrogenase , aldeído desidrogenase e aldeído redutase . O produto final da epinefrina e da norepinefrina é o ácido vanilmandélico (VMA), que é excretado na urina . O catabolismo da dopamina leva à produção de ácido homovanílico (HVA) .

Função

Modalidade

Duas catecolaminas, norepinefrina e dopamina , agem como neuromoduladores no sistema nervoso central e como hormônios na circulação sanguínea. A catecolamina norepinefrina é um neuromodulador do sistema nervoso simpático periférico, mas também está presente no sangue (principalmente por meio de "transbordamento" das sinapses do sistema simpático).

Níveis elevados de catecolaminas no sangue estão associados ao estresse , que pode ser induzido por reações psicológicas ou estressores ambientais, como níveis elevados de som , luz intensa ou níveis baixos de açúcar no sangue .

Níveis extremamente elevados de catecolaminas (também conhecido como toxicidade de catecolaminas) podem ocorrer em trauma do sistema nervoso central devido à estimulação ou dano dos núcleos no tronco cerebral , em particular, aqueles núcleos que afetam o sistema nervoso simpático . Na medicina de emergência , essa ocorrência é amplamente conhecida como "depósito de catecolaminas".

Níveis extremamente elevados de catecolaminas também podem ser causados ​​por tumores neuroendócrinos na medula adrenal , uma condição tratável conhecida como feocromocitoma .

Altos níveis de catecolaminas também podem ser causados ​​pela deficiência de monoamina oxidase A (MAO-A) , conhecida como síndrome de Brunner . Como a MAO-A é uma das enzimas responsáveis ​​pela degradação desses neurotransmissores, sua deficiência aumenta consideravelmente a biodisponibilidade desses neurotransmissores. Ocorre na ausência de feocromocitoma , tumores neuroendócrinos e síndrome carcinoide , mas é semelhante à síndrome carcinoide com sintomas como rubor facial e agressão.

A porfiria aguda pode causar catecolaminas elevadas.

Efeitos

As catecolaminas causam mudanças fisiológicas gerais que preparam o corpo para a atividade física (a resposta de luta ou fuga ). Alguns efeitos típicos são aumentos na frequência cardíaca , pressão arterial , níveis de glicose no sangue e uma reação geral do sistema nervoso simpático . Alguns medicamentos, como o tolcapone (um inibidor central da COMT ), aumentam os níveis de todas as catecolaminas. O aumento das catecolaminas também pode causar um aumento da frequência respiratória ( tackipneia ) nos pacientes.

A catecolamina é secretada na urina após ser decomposta e seu nível de secreção pode ser medido para o diagnóstico de doenças associadas aos níveis de catecolaminas no corpo. O teste de urina para catecolaminas é usado para detectar feocromocitoma .

Função nas plantas

"Eles foram encontrados em 44 famílias de plantas, mas nenhuma função metabólica essencial foi estabelecida para eles. Eles são precursores de alcalóides benzo [ c ] fenantridina , que são os ingredientes ativos principais de muitos extratos de plantas medicinais. ACs foram implicados como tendo um possível papel protetor contra predadores de insetos, lesões e desintoxicação de nitrogênio. Eles promovem o crescimento do tecido vegetal, a embriogênese somática de culturas in vitro e a floração. Os CAs inibem a oxidação do ácido indol-3-acético e aumentam a biossíntese de etileno . Eles têm também demonstrou aumentar sinergicamente vários efeitos das giberelinas . "

Teste para catecolaminas

As catecolaminas são secretadas por células em tecidos de diferentes sistemas do corpo humano, principalmente pelos sistemas nervoso e endócrino. As glândulas supra-renais secretam certas catecolaminas no sangue quando a pessoa está física ou mentalmente estressada e isso geralmente é uma resposta fisiológica saudável. No entanto, o excesso agudo ou crônico de catecolaminas circulantes pode potencialmente aumentar a pressão arterial e a freqüência cardíaca para níveis muito altos e, eventualmente, provocar efeitos perigosos. Testes para metanefrinas livres de plasma fracionado ou metanefrinas urinárias são usados ​​para confirmar ou excluir certas doenças quando o médico identifica sinais de hipertensão e taquicardia que não respondem adequadamente ao tratamento. Cada um dos testes mede a quantidade de metabólitos de adrenalina e noradrenalina, respectivamente chamados de metanefrina e normetanefrina .

Também são feitos exames de sangue para analisar a quantidade de catecolaminas presentes no corpo.

Os testes de catecolaminas são feitos para identificar tumores raros na glândula adrenal ou no sistema nervoso. Os testes de catecolaminas fornecem informações relativas a tumores como: feocromocitoma, paraganglioma e neuroblastoma.

Veja também

Referências

links externos