Dopamin | |||
---|---|---|---|
| |||
Generel | |||
Systematisk navn |
2-(3,4-dihydroxyphenyl)-ethylamin | ||
Chem. formel | C8H11NO2 _ _ _ _ _ | ||
Fysiske egenskaber | |||
Stat | fast, hvidt pulver med en karakteristisk lugt | ||
Molar masse | 153,1784 ± 0,008 g/ mol | ||
Massefylde | 1,26 g/cm³ | ||
Termiske egenskaber | |||
Temperatur | |||
• smeltning | 128°C | ||
Kemiske egenskaber | |||
Syredissociationskonstant | 8,93 | ||
Opløselighed | |||
• i vand | 60 g/100 ml vand | ||
Klassifikation | |||
Reg. CAS nummer | 51-61-6 | ||
PubChem | 681 | ||
Reg. EINECS nummer | 2EC | ||
SMIL | C1=CC(=C(C=C1CCN)O)O | ||
InChI | InChI=1S/C8H11NO2/c9-4-3-6-1-2-7(10)8(11)5-6/h1-2.5.10-11H.3-4.9H2VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N | ||
CHEBI | 18243 | ||
ChemSpider | 661 | ||
Sikkerhed | |||
LD 50 | 2859 (rotter, oral) | ||
Toksicitet | let giftig, irriterende | ||
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet. | |||
Mediefiler på Wikimedia Commons |
Dopamin ( dopamin [1] , DA ) er et hormon og neurotransmitter . Dopamin syntetiseres fra L-DOPA . I fremtiden kan noradrenalin syntetiseres fra dopamin .
Det menes, at dopamin er en af de kemiske faktorer for intern forstærkning (EFF) og tjener som en vigtig del af hjernens " belønningssystem ", fordi det forårsager en følelse af glæde (eller tilfredshed), som påvirker processerne af motivation og læring [2] [3] . Denne opfattelse, fremmet af populærkulturen og medierne, er imidlertid forkert. Nylige undersøgelser viser [4] [5] [6] at dopamin ikke forårsager en følelse af glæde eller tilfredshed, men skaber en stærk følelse af forventning om at modtage resultatet eller modvilje mod at modtage det, svarende til det, som mennesker oplevede før orgasme eller med stærk afsky. Dopamin produceres naturligt i høje mængder under opfattede positive oplevelser, såsom sex, spisning af lækker mad og behagelige kropslige fornemmelser [7] , hvilket giver disse begivenheder motiverende betydning. Neurobiologiske eksperimenter har vist, at selv minder om belønninger kan øge dopaminniveauet [8] [2] [3] [9] , så denne neurotransmitter bruges af hjernen til evaluering og motivation, hvilket forstærker handlinger, der er vigtige for overlevelse og formering [10] .
Følelser af kærlighed og hengivenhedDopamin (såvel som oxytocin ) er også vigtigt for dannelsen af kærlighedsfølelser, inklusive moder [11] :136-138 . I forsøg på gråmus af arten Microtus ochrogaster , som er karakteriseret ved monogame familier, blev det vist, at dopamin (især D 2 receptorer ) ligger til grund for følelsen af tilknytning til en partner og ægteskabelig troskab hos disse gnavere. Tilsyneladende spiller dopamin en lignende rolle hos mennesker [11] :197-198 .
Kognitive funktionerDopamin spiller en vigtig rolle i at give kognitiv aktivitet. Aktivering af dopaminerg transmission er nødvendig under processerne med at skifte en persons opmærksomhed fra et stadium af kognitiv aktivitet til et andet. Insufficiens af dopaminerg transmission fører således til øget inerti hos patienten, hvilket er klinisk manifesteret ved langsomhed af kognitive processer (bradyfreni) og perseverationer . Disse lidelser er de mest typiske kognitive symptomer på sygdomme med dopaminerg insufficiens - for eksempel Parkinsons sygdom [12] . Dopamin er involveret i læreprocesser; som vist af tyske neurovidenskabsmænd (Klein et al., 2007) i et eksperiment på mennesker, giver dopamin mulighed for effektivt at lære af sine fejl, og mangel på dopamin kan føre til ignorering af negative erfaringer [11] :208-209 .
syntetiske modstykker. Virkningen af lægemidler på dopaminniveauerSom de fleste neurotransmittere har dopamin syntetiske analoger såvel som stimulatorer af dets frigivelse i hjernen. Især mange lægemidler øger produktionen og frigivelsen af dopamin i hjernen med 5-10 gange, hvilket gør det muligt for personer, der bruger dem, at få en følelse af nydelse på en kunstig måde [13] [14] . Så amfetamin stimulerer direkte frigivelsen af dopamin, hvilket påvirker mekanismen for dets transport [15] . Andre stoffer, såsom kokain og nogle andre psykostimulanter , blokerer dopamins naturlige genoptagelsesmekanismer, hvilket øger dets koncentration i det synaptiske rum [16] . Morfin og nikotin efterligner virkningen af naturlige neurotransmittere [16] . Administration af opioidreceptorantagonister forhindrer den ethanol-inducerede stigning i dopamin i rottehjerneregioner, hvilket antyder, at alkohol øger dopamin i hjernen via opioidsystemet [17] . Hvis patienten fortsætter med at overstimulere deres "belønningssystem", tilpasser hjernen sig gradvist til de kunstigt forhøjede niveauer af dopamin, producerer mindre af hormonet og reducerer antallet af receptorer i "belønningssystemet" [18] . Dette er en af de faktorer, der får en person, der tager medicin, til at øge dosis for at opnå den samme effekt. Yderligere udvikling af kemisk tolerance kan gradvist føre til metaboliske forstyrrelser i hjernen og på længere sigt potentielt forårsage alvorlig skade på hjernens sundhed [19] .
Forstadiet til dopamin er L - tyrosin (det syntetiseres ud fra phenylalanin ), som hydroxyleres af enzymet tyrosinhydroxylase til dannelse af L - DOPA , som igen decarboxyleres af enzymet L-DOPA-decarboxylase og omdannes til dopamin. Denne proces finder sted i neurons cytoplasma .
Postsynaptiske dopaminreceptorer tilhører GPCR -familien . Der er mindst fem forskellige undertyper af dopaminreceptorer - D1-5 . D1- og D5 - receptorer har en ret signifikant homologi og er koblet til GS - proteinet , som stimulerer adenylatcyclase , som et resultat af hvilket de sædvanligvis betragtes i fællesskab som D1 - lignende receptorer. De resterende receptorer i underfamilien ligner D 2 og er koblet til Gi - proteinet, som hæmmer adenylatcyclase, som et resultat af hvilket de kombineres under det generelle navn D-2-lignende receptorer. Dopaminreceptorer spiller således rollen som modulatorer af langsigtet potensering [20] .
D 2 og D 4 receptorer deltager i "intern forstærkning".
Ved høje koncentrationer stimulerer dopamin også α- og β -adrenerge receptorer . Effekten på adrenoreceptorer er ikke så meget forbundet med direkte stimulering af adrenoreceptorer som med dopamins evne til at frigive noradrenalin fra granulære præsynaptiske depoter, det vil sige at have en indirekte adrenomimetisk effekt.
Dopamin syntetiseret af en neuron akkumuleres i dopaminvesikler (den såkaldte "synaptiske vesikel"). Denne proces er protonkoblet transport. H + -ioner pumpes ind i vesiklen ved hjælp af protonafhængig ATPase . Når protoner forlader langs koncentrationsgradienten, kommer dopaminmolekyler ind i vesiklen.
Dopamin frigives derefter i den synaptiske kløft . En del af det er involveret i transmissionen af en nerveimpuls , der virker på celle D-receptorerne i den postsynaptiske membran , og en del returneres til den præsynaptiske neuron ved hjælp af genoptagelse. Autoregulering af dopaminfrigivelse tilvejebringes af D2- og D3 - receptorer på membranen af den præsynaptiske neuron. Genoptagelse sker af dopamintransportøren. Mediatoren, der er vendt tilbage til cellen, spaltes af monoaminoxidase (MAO) og yderligere af aldehyddehydrogenase og catechol-O-methyltransferase til homovanillinsyre .
I en grundlæggende undersøgelse i 1954 fandt de canadiske videnskabsmænd James Olds og hans kollega Peter Milner ud af, at hvis elektroder blev implanteret i visse områder af hjernen, især i den midterste knude af forhjernen, så kunne rotten trænes til at trykke på et håndtag i hjernen. bur, som omfattede stimulering med lavspændings elektriske udladninger [21] . Da rotterne lærte at stimulere dette område, trykkede de på håndtaget op til tusind gange i timen [21] . Dette gav anledning til at antage, at lystcentret blev stimuleret . En af hovedvejene til transmission af nerveimpulser i denne del af hjernen er dopamin, så forskerne fremlagde den version, at det vigtigste kemikalie, der er forbundet med nydelse, er dopamin. Efterfølgende blev denne antagelse bekræftet af radionuklid tomografiske scannere og opdagelsen af antipsykotika (lægemidler, der undertrykker de produktive symptomer på skizofreni ) [22] . Senere blev det opdaget, at dette er centrum for forventning om nydelse, således ignorerede rotten de materielle goder, der var omkring, i forventning om en imaginær belønning.
Schultz' abeeksperimentMen i 1997 blev dopamin vist at spille en mere subtil rolle. I Schultz' eksperiment blev der skabt en betinget refleks i en abe efter det klassiske Pavlov -skema : efter et lyssignal blev der sprøjtet juice ind i abens mund. [23] Det blev konstateret, at:
Dette antydede, at dopamin er involveret i dannelsen og fikseringen af betingede reflekser i nærvær af positiv forstærkning og i deres udryddelse, hvis forstærkningen stopper. Med andre ord, hvis vores forventning om en belønning er berettiget, fortæller hjernen os om det ved at producere dopamin. Hvis belønningen ikke følges, signalerer et fald i dopaminniveauet, at modellen har afveget fra virkeligheden. Yderligere arbejde viste, at aktiviteten af dopaminneuroner er godt beskrevet af den velkendte automatlæringsmodel: handlinger, der hurtigt fører til en belønning, tildeles en større værdi. Læring foregår således ved forsøg og fejl [24] .
Flere dopaminkerner er kendt for at være placeret i hjernen. Dette er en bueformet kerne ( lat. nucleus arcuatus ), der giver sine processer til den mediane eminens af hypothalamus . Substantia nigra dopaminneuroner sender axoner til striatum (caudat og lentikulær kerne). Neuroner placeret i området af det ventrale tegmentum giver fremspring til de limbiske strukturer og cortex .
De vigtigste dopaminveje er:
Legeme af neuroner i de nigrostriatale , mesocorticale og mesolimbiske kanaler danner et kompleks af neuroner fra substantia nigra og det ventrale tegmentale felt. Axonerne af disse neuroner går indledningsvis som en del af en stor kanal (det mediale forhjernebundt ) og divergerer derefter i forskellige hjernestrukturer. Nogle forfattere kombinerer de mesokortikale og mesolimbiske undersystemer til et enkelt system, men det er mere rimeligt at udskille de mesokortikale og mesolimbiske undersystemer i henhold til projektioner ind i den frontale cortex og de limbiske strukturer i hjernen [25] .
I det ekstrapyramidale system spiller dopamin rollen som en stimulerende neurotransmitter , der hjælper med at øge motorisk aktivitet, reducere motorisk hæmning og stivhed og reducere muskelhypertonicitet. Fysiologiske dopaminantagonister i det ekstrapyramidale system er acetylcholin og GABA .
Den region af hjernen, der kaldes substantia nigra (sort stof) er en væsentlig del af det dopaminerge belønningssystem. Derudover er det af central betydning for motivationen og følelsesmæssig regulering af moderens adfærd [11] :141 . Det ventrale tegmentum , ventromediale præfrontale cortex og amygdala , som også er dopaminerge områder af hjernen, spiller også en meget vigtig rolle i belønningssystemet [11] :143-144 .
Andre undersystemerDer er også tuberoinfundibulære veje ( limbisk system - hypothalamus - hypofyse ), incertohypothalamus , diencephalospinal og retinal [25] (nogle gange, udover dette, periventrikulære og olfaktoriske systemer [26] ). Denne differentiering er ikke absolut, eftersom projektionerne af dopaminerge neuroner i forskellige kanaler "overlapper"; desuden noteres en diffus fordeling af dopaminerge elementer (individuelle celler med processer) i hjernen [25] .
I hypothalamus og hypofysen spiller dopamin rollen som en naturlig hæmmende neurotransmitter, der hæmmer udskillelsen af en række hormoner. Samtidig realiseres den hæmmende effekt på udskillelsen af forskellige hormoner ved forskellige koncentrationer af dopamin, hvilket sikrer en høj reguleringsspecificitet. Den mest følsomme over for den hæmmende effekt af dopaminerge signaler er sekretionen af prolaktin i mindre grad - sekretionen af corticoliberin og corticotropin , og i meget lille grad - sekretionen af thyroliberin og thyrotropin . Sekretionen af gonadotropiner og GnRH hæmmes ikke af dopaminerge signaler. Dopamin stimulerer også udskillelsen af somatotropin hos raske mennesker.
På grund af nogle hormonelle undersystemers følsomhed over for niveauet af dopamin, kan dopaminomimetiske lægemidler , der forbedrer dets syntese, bruges som terapi for hormonelle sygdomme. For eksempel ordineres dopaminomimetika til hyperprolaktinæmi og Parkinsons sygdom.
Dopaminerge undersystemer er under kontrol eller kontrollerer sig selv noradrenerge , serotonerge , GABAerge , kolinerge , melatonerge , glutamaterge , peptiderge systemer . De GABAerge og serotonerge systemer er i antagonistisk forhold til det dopaminerge system, mens de noradrenerge og dopaminerge systemer i forskellige funktionelle tilstande fungerer i samme retning: både under vågenhed og under søvn. Interaktioner mellem de dopaminerge og cholinerge systemer er komplekse, og under tilstande af patologiske processer er aktiviteten af disse systemer tvetydig [26] .
Dopamin har en række fysiologiske egenskaber, der er karakteristiske for adrenerge stoffer.
Indflydelse på hjerte, blodkarDopamin forårsager en stigning i perifer vaskulær modstand (mindre stærk end under påvirkning af noradrenalin). Det øger det systoliske blodtryk som følge af stimulering af α-adrenerge receptorer. Dopamin øger også styrken af hjertesammentrækninger som følge af stimulering af β-adrenerge receptorer. Øger hjertevolumen . Pulsen stiger, men ikke så meget som under påvirkning af adrenalin .
Myokardiets iltbehov stiger under påvirkning af dopamin, men som et resultat af en stigning i koronar blodgennemstrømning opnås øget ilttilførsel.
Virkninger på nyrerneSom et resultat af specifik binding til dopaminreceptorer i nyrerne, reducerer dopamin modstanden af nyrekarrene , øger deres blodgennemstrømning og nyrefiltrering. Sammen med dette øges natriurese. Der er også en udvidelse af de mesenteriske kar. Ved denne virkning på de renale og mesenteriske kar adskiller dopamin sig fra andre katekolaminer (norepinephrin, adrenalin osv.). Men ved høje koncentrationer kan dopamin forårsage renal vasokonstriktion.
Dopamin hæmmer også syntesen af aldosteron i binyrebarken , reducerer sekretionen af renin fra nyrerne og øger sekretionen af prostaglandiner i nyrevævet.
Indflydelse på fordøjelsenDopamin hæmmer gastrisk og intestinal motilitet , forårsager afslapning af den nedre esophageal sphincter og øger gastroøsofageal og duodeno-gastrisk refluks . I CNS stimulerer dopamin kemoreceptorerne i triggerzonen og opkastningscentret og deltager således i gennemførelsen af opkastningshandlingen.
Indflydelse på nervesystemetDopamin trænger kun lidt gennem blod-hjerne-barrieren , og en stigning i plasmadopamin -niveauer har ringe effekt på CNS-funktioner, med undtagelse af virkninger på områder uden for blod-hjerne-barrieren, såsom triggerzonen .
Stigende dopaminniveauerEn stigning i niveauet af dopamin i blodplasmaet opstår med chok, traumer, forbrændinger, blodtab, stressende tilstande, forskellige smertesyndromer, angst og frygt. Dopamin spiller en rolle i kroppens tilpasning til stressede situationer, skader, blodtab mv.
Også niveauet af dopamin i blodet stiger med en forringelse af blodforsyningen til nyrerne eller med et øget indhold af natriumioner samt angiotensin eller aldosteron i blodplasmaet. Tilsyneladende skyldes dette en stigning i syntesen af dopamin fra DOPA i vævene i nyrerne under deres iskæmi eller når de udsættes for angiotensin og aldosteron . Sandsynligvis tjener denne fysiologiske mekanisme til at korrigere nyreiskæmi og til at modvirke hyperaldosteronæmi og hypernatriæmi.
De mest kendte patologier forbundet med dopamin er skizofreni og parkinsonisme samt tvangslidelser . Forskellige uafhængige undersøgelser har vist, at mange personer med skizofreni har øget dopaminerg aktivitet i nogle hjernestrukturer [27] [28] [29] , nedsat dopaminerg aktivitet i den mesokortikale vej [30] [31] [32] [33] og præfrontal bark [30] [31] [27] . Til behandling af skizofreni anvendes antipsykotika - lægemidler , der blokerer dopaminreceptorer overvejende D 2 -type og varierer i graden af affinitet til andre vigtige neurotransmitterreceptorer [34] . Typiske højpotente antipsykotika (såsom haloperidol , triftazin ) undertrykker hovedsageligt D2 - receptorer , og de fleste atypiske antipsykotika (f.eks. clozapin , olanzapin ) og typisk lavpotens (såsom chlorpromazin ) virker samtidigt på en række neurotransmitterreceptorer: dopaminreceptorer. , serotonin , histamin , acetylcholin og andre [34] .
Det antages, at et fald i niveauet af dopamin i den mesokortikale vej er forbundet med negative symptomer på skizofreni [30] ( udjævning af affekt , apati , talefattigdom , anhedoni , tilbagetrækning fra samfundet [31] ) samt med kognitive lidelser [30] (mangler i opmærksomhed, arbejdshukommelse, eksekutive funktioner [31] ). Den antipsykotiske effekt af neuroleptika, det vil sige deres evne til at reducere produktive lidelser - vrangforestillinger , hallucinationer , psykomotorisk agitation - er forbundet med hæmning af dopaminerg transmission i den mesolimbiske vej [33] . Antipsykotika hæmmer også dopaminerg transmission i den mesokortikale vej [35] , hvilket ved langtidsbehandling ofte fører til en stigning i negative lidelser [36] (se Neuroleptic Deficit Syndrome ).
Langvarig blokering af dopaminreceptorer af antipsykotika fører til kompenserende processer; I denne forbindelse kritiseres dopaminhypotesen om skizofreni: det hævdes, at overdreven aktivitet i dopaminsystemet (en stigning i koncentrationen af dopamin, en stigning i følsomheden af dopaminreceptorer eller en stigning i deres tæthed) kan skyldes ikke til selve sygdommen, men til langvarig brug af antipsykotika [37] : 89-90 .
Parkinsonisme er forbundet med nedsatte niveauer af dopamin i den nigrostriatale vej . Det observeres under ødelæggelsen af substantia nigra , patologien af D1 - lignende receptorer. Udviklingen af ekstrapyramidale bivirkninger ved indtagelse af antipsykotika er også forbundet med hæmning af dopaminerg transmission i det nigrostriatale system [33] : lægemiddelinduceret parkinsonisme , dystoni , akatisi , tardiv dyskinesi osv. Dopaminreceptoragonister (det vil sige dopamipaminanaloger: pramipaminanaloger , bromocriptin ) bruges ofte til at behandle Parkinsons sygdom . , pergolid osv.): i dag er det den mest talrige gruppe af antiparkinsonmedicin [38] . Nogle af de antidepressiva har også dopaminerg aktivitet [39] .
Lidelser som anhedoni , depression , demens , patologisk aggressivitet, fiksering af patologisk drift, vedvarende laktoré-amenoré-syndrom, impotens , akromegali , rastløse ben-syndrom og periodiske bevægelser i lemmerne er også forbundet med en krænkelse af det dopaminerge system [26] .
Et fald i antallet af dopaminreceptorer af den anden type (D2 ) som følge af mutationer i nogle dele af hjernen øger risikoen for impulsiv adfærd , alkohol- og stofafhængighed . Mennesker med et reduceret antal D 2 -receptorer er også karakteriseret ved en øget risiko for fedme (da disse mennesker ofte er tilbøjelige til at overspise), andre dårlige vaner - især spil . Grunden til, at mennesker med lave D2 - receptorer har tendens til at søge ekstreme måder at nyde livet på, synes at være manglen på positive følelser hos disse mennesker; derudover kan årsagen være disse menneskers reducerede evne til at lære af deres egne fejl, til at drage de rigtige konklusioner fra negative erfaringer [11] :207-208 .
Processen med normal aldring er også forbundet med et fald i niveauet af dopamin i de subkortikale formationer og de forreste dele af hjernen [40] . Ifølge forskning manifesteres aldringsprocessen ved et fald i hjernens volumen og masse og et fald i antallet af synaptiske forbindelser ; ud over et fald i antallet af cerebrale receptorer forekommer også mediator cerebral insufficiens. Med alderen falder antallet og tætheden af dopamin D2-receptorer i striatum , og koncentrationen af dopamin i hjernens subkortikale formationer falder. Kliniske manifestationer af disse ændringer er udtømning af ansigtsudtryk, en vis generel langsomhed, krumbøjet, senil kropsholdning, afkortning af skridtlængden.
"Dopaminfølsomme" ændringer bemærkes også i den kognitive sfære: med alderen falder reaktionshastigheden, det bliver sværere at assimilere og implementere et nyt handlingsprogram, opmærksomhedsniveauet og mængden af RAM falder. I fravær af organisk patologi fører aldersrelaterede kognitive ændringer ikke til mistilpasning af ældre mennesker og tillader opretholdelse af den sædvanlige rytme af social aktivitet [40] .
Tematiske steder | |
---|---|
Ordbøger og encyklopædier | |
I bibliografiske kataloger |
|
neurotransmittere | |
---|---|
af alkaloider | Hovedtyper|
---|---|
pyrrolidin | Gigrin |
Tropan | |
Piperidin | |
Quinolizidin | |
pyridin | |
isoquinolin | |
Quinolin | |
Indol | |
Purin | |
Phenylethylamin | |
Terpener | |
Andet |