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兒茶酚胺的合成,分泌和代謝

 
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最近審查:19.10.2021
 
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腎上腺的腦層產生遠離結構類固醇的化合物。它們含有3,4-二羥基苯基(兒茶酚)核,被稱為兒茶酚胺。這些包括腎上腺素,去甲腎上腺素和多巴胺β-氧乙胺。

序列兒茶酚胺合成是非常簡單的:酪氨酸→二羥基苯丙氨酸(DOPA)→→去甲腎上腺素多巴胺→腎上腺素。酪氨酸進入體內的食物,但也可以從苯丙氨酸苯丙氨酸羥化酶的作用下的肝臟來形成。組織中酪氨酸轉化的最終產物是不同的。在腎上腺髓質的處理前進到步驟腎上腺素的形成,在交感神經的端部 - 去甲腎上腺素,在中樞神經系統中兒茶酚胺多巴胺合成完成的表格的某些神經元。

酪氨酸向DOPA的轉化由酪氨酸羥化酶催化,其輔助因子是四氫生物蝶呤和氧。據信正是這種酶限制了兒茶酚胺生物合成的整個過程的速度,並且被該方法的最終產物所抑制。酪氨酸羥化酶是對兒茶酚胺生物合成的調節作用的主要目的。

這是非特異性的比較和脫羧,和其它芳族L-氨基酸 - 多巴對多巴胺轉換是由酶多巴脫羧酶(吡哆醛輔因子)催化。然而,有跡象表明有可能通過改變活性和這種酶來改變兒茶酚胺的合成。在一些神經元中,沒有用於進一步轉化多巴胺的酶,它是最終產物。其他組織含有多巴胺-β-羥化酶(輔助因子是銅,抗壞血酸和氧),可將多巴胺轉化為去甲腎上腺素。在腎上腺髓質中(但不在交感神經末端)存在苯乙醇胺 - 甲基轉移酶,其從去甲腎上腺素產生腎上腺素。在這種情況下,甲基的供體是S-腺苷甲硫氨酸。

重要的是要記住,苯乙醇胺-N-Metiltransferazy的合成誘導落於門靜脈系統的大腦皮質層的糖皮質激素是重要的。在這方面,或許可以解釋在一個器官中組合兩個不同的內分泌腺的事實。腎上腺素的事實,腎上腺髓質細胞產生去甲腎上腺素,佈置成圍繞動脈血管,而血細胞獲得adrenalinprodutsiruyuschie基本上靜脈竇的,定位於腎上腺皮質強調的糖皮質激素合成的意思。

兒茶酚胺的崩潰發生主要有兩種酶系統的影響下:兒茶酚-O-甲基轉移酶(COMT)和單胺氧化酶(MAO)。腎上腺素和衰變的去甲腎上腺素的主要途徑中示意性地示出。54.根據COMT的在甲基S-adrenozilmetionina兒茶酚胺的供體的存在下作用並轉化成去甲變腎上腺素變腎上腺素(腎上腺素和去甲腎上腺素的3-O-甲基衍生物),其MAO的轉化成醛和多(在醛的存在下)在香草扁桃的影響下酸(ICH) - 去甲腎上腺素和腎上腺素的主要降解產物。在相同的情況下,當第一次接觸到兒茶酚胺MAO行動,而不是COMT,它們被轉換為3,4- dioksimindalevy醛,然後將醛和COMT的作用下 - 3,4-二dioksimindalnuyu酸和IUD。在兒茶酚胺的乙醇脫氫酶的存在下可形成3-甲氧基-4- oksifenilglikol,在CNS腎上腺素和去甲腎上腺素的降解的主要終產物。

崩解多巴胺前進類似,不同之處在於它的代謝產物是不含羥基基團的上β-碳原子,因此,代替香草扁桃酸形成的高香草(HVA)和3-甲氧基-4- oksifeniluksusnaya酸。

還可以假定存在用於氧化兒茶酚胺分子的醌式途徑,其上具有顯著生物活性的中間產物。

由胞質酶,腎上腺素和去甲腎上腺素的交感神經末梢,腎上腺髓質的作用而形成的,並輸入保護它們免受降解酶的作用下分泌顆粒。用顆粒捕獲兒茶酚胺需要能量成本。在牢固地結合到ATP腎上腺髓質的兒茶酚胺的鉻顆粒(以4:1的比例)和特異性蛋白 - 嗜鉻粒蛋白,其防止在細胞質顆粒激素的擴散。

直接刺激兒茶酚胺分泌顯然滲透鈣細胞刺激胞吐作用(與細胞表面融合膜顆粒以及它們與可溶性含量的總收率間隙 - 兒茶酚胺,多巴胺-β-羥化酶,ATP和嗜鉻粒蛋白 - 進入細胞外液) 。

兒茶酚胺的生理作用及其作用機制

兒茶酚胺的作用始於與靶細胞的特異性受體的相互作用。如果甲狀腺和類固醇激素的受體位於細胞內,則兒茶酚胺受體(以及乙酰膽鹼和肽激素)存在於細胞外表面。

人們早已確定,在對於某些反應腎上腺素或去甲腎上腺素的比合成兒茶酚胺異丙腎上腺素更有效,而對另一些效果優於異丙腎上腺素或去甲腎上腺素的作用。基於這種概念,以兩種類型的組織的存在已被開發腎上腺素能α和β,並且僅這兩種類型中的任何一個可以存在於其中的一些。異丙腎上腺素是β-腎上腺素能受體的最強效的激動劑,而合成的化合物去氧 - 的α-腎上腺素能受體的最強效激動劑。自然兒茶酚胺 - 腎上腺素和去甲腎上腺素 - 能夠與這兩種類型的受體相互作用,但腎上腺素需要一個更大的親和力為測試版,和去甲腎上腺素 - α受體。

兒茶酚胺強心激活β-腎上腺素受體比平滑肌的β受體,使β型分為亞型:β1的受體(心臟,脂肪細胞)和β2受體(支氣管,血管,等...)。腎上腺素和去甲腎上腺素只有10倍的β1的受體優良作用異丙腎上腺素的作用,而β2 - 受體它充當100-1000倍比天然兒茶酚胺更有效。

使用特異性拮抗劑(酚妥拉明和苯氧基苯甲胺對α和普萘洛爾治療β受體)證實了腎上腺素受體分類的充分性。多巴胺能夠與α受體和β受體相互作用,但在不同的組織(腦,垂體,血管)中,也發現多巴胺能受體,其特異性阻斷劑是氟哌啶醇。β受體的數量範圍為每個細胞1000至2000個。由β受體介導的兒茶酚胺的生物學效應通常與腺苷酸環化酶的活化和cAMP的細胞內含量的增加相關。受體和酶雖然在功能上相互連接,但代表不同的大分子。在腺苷酸環化酶活性的調節中,在激素 - 受體複合物的影響下,涉及鳥苷三磷酸(GTP)和其他嘌呤核苷酸。通過增加酶的活性,它們似乎降低了β受體對激動劑的親和力。

人們早已知道增加去神經結構的靈敏度的現象。相反,長時間暴露於激動劑會降低靶組織的敏感性。β受體的研究允許解釋這些現象。結果表明,由於β受體數量的減少,異丙腎上腺素的延長作用導致腺苷酸環化酶的敏感性喪失。

脫敏過程不需要激活蛋白質合成,可能是由於不可逆激素 - 受體複合物的逐漸形成。相反,給予破壞交感神經末梢的6-氧化胺的給藥伴隨著組織中β受體反應的數量的增加。不排除交感神經活動的增加決定了與兒茶酚胺相關的血管和脂肪組織的年齡相關的脫敏。

不同器官中腎上腺素受體的數量可由其他激素控制。因此,它增加了雌二醇,孕酮和減少在子宮,這伴隨著相應的增加和它的收縮反應兒茶酚胺降低α-腎上腺素能受體的數目。如果由β-受體激動劑的作用形成的細胞內“第二信使”肯定是cAMP,那麼α-腎上腺素能影響的傳遞者的情況就更複雜了。假設存在各種機制:cAMP水平降低,cAMP含量增加,鈣的細胞動力學調節,

要播放各種通常需要腎上腺素的劑量在身體的影響,比去甲腎上腺素小5-10倍。雖然後者是關於α-和β1的腎上腺素受體更有效,需要記住的是能夠內源性兒茶酚胺與α-和β-受體兩者相互作用是重要的。因此,腎上腺素能激活機體的生物反應在很大程度上取決於受體存在於其中的類型。然而,這並不意味著該神經或體液交感神經腎上腺系統的選擇性激活是不可能的。在大多數情況下,各種環節的活動都在加劇。因此,假設它激活反射低血糖症腎上腺髓質,而在血壓(體位性低血壓)的減少伴隨著從交感神經末梢主要去甲腎上腺素釋放。

腎上腺素受體及其在各種組織中的活化作用

系統,器官

腎上腺素受體類型

反應

心血管系統:

心臟

公測

增加收縮,傳導和收縮的頻率

動脈:

皮膚和粘膜

阿爾法

減少

骨骼肌

公測

延期減少

腹部器官

阿爾法(更多)

減少

公測

延期

維也納

阿爾法

減少

呼吸系統:

支氣管肌肉

公測

延期

消化系統:

   

公測

減少運動功能

阿爾法

減少括約肌

阿爾法

減少

公測

放鬆

胰腺的外部神秘部分

阿爾法

分泌減少

泌尿生殖系統:

阿爾法

減少括約肌

膀胱

公測

放鬆驅魔肌肉

男性性器官

阿爾法

射精

眼睛

阿爾法

瞳孔散大

皮革

阿爾法

出汗增多

唾液腺

阿爾法

分離鉀和水

公測

分泌澱粉酶

內分泌腺:

胰島

   

β細胞

阿爾法(更多)

胰島素分泌減少

公測

胰島素分泌增加

α細胞

公測

增加胰高血糖素的分泌

8細胞

公測

生長抑素的分泌增加

下丘腦和垂體:

Somatotrofы

阿爾法

STH分泌增加

公測

STH分泌減少

Laktotrofы

阿爾法

催乳素分泌減少

Tireotrofy

阿爾法

減少TSH的分泌

Kortikotrofy

阿爾法

ACTH分泌增加

公測 減少ACTH的分泌

甲狀腺:

濾泡細胞

阿爾法

甲狀腺素分泌減少

公測

甲狀腺素分泌增加

濾泡旁(K)細胞

公測

降鈣素的分泌增加

甲狀旁腺

公測

增加PTH的分泌

腎臟

公測

腎素分泌增加

公測

增加胃泌素分泌

基本交流

公測

增加氧氣消耗

肝臟

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葡萄糖產量增加糖原分解和糖原異生; 隨著酮體的釋放,增加生酮作用

脂肪組織

公測

隨著游離脂肪酸和甘油的釋放,脂肪分解增加

骨骼肌

公測

隨著丙酮酸和乳酸的釋放,糖酵解增加; 隨著丙氨酸,谷氨酰胺的產量降低,蛋白水解減少

重要的是要考慮靜脈內給予兒茶酚胺的結果並不總能充分反映內源性化合物的影響。這主要適用於去甲腎上腺素,因為它阻礙了身體大多沒有血,而是直接在突觸間隙。因此內源性去甲腎上腺素激活,例如,不僅血管阿爾法受體(血壓升高),而且心臟的β-受體(心悸),而去甲腎上腺素外部引線的給藥主要血管α受體和反射的激活(經由迷走)減慢心跳。

低劑量的腎上腺素主要激活肌肉血管和心臟的β受體,導致外周血管阻力下降並增加心臟的微小體積。在某些情況下,第一種效應可能占主導地位,並且在施用腎上腺素後,發生低血壓。在較高劑量下,腎上腺素也激活α受體,伴隨著外周血管阻力的增加,並且在心臟的微小體積增加的背景下導致血壓升高。然而,它對血管β受體的作用也得以保留。結果,收縮壓的增加超過了舒張壓的類似值(脈壓增加)。隨著更大劑量的引入,腎上腺素的α-模擬作用開始盛行:收縮壓和舒張壓平行增加,均受去甲腎上腺素的影響。

兒茶酚胺對代謝的影響由它們的直接和間接作用組成。第一種主要通過β受體實現。更複雜的過程與肝臟有關。雖然肝臟糖原分解的增強傳統上被認為是β受體激活的結果,但也有關於α受體參與的數據。兒茶酚胺的介導作用與許多其他激素(例如胰島素)分泌的調節有關。在腎上腺素對其分泌的作用中,α-腎上腺素能成分明顯佔優勢,因為顯示任何應激伴隨著胰島素分泌的抑制。

兒茶酚胺的直接和間接作用的組合引起高血糖症,不僅與葡萄糖的肝產生增加有關,而且與外周組織對其利用的抑制有關。脂解作用的加速導致高脂血症,脂肪酸向肝臟的遞送增加,並且酮體的產生增加。肌肉中糖酵解的增加導致乳酸和丙酮酸釋放到血液中的增加,其與從脂肪組織釋放的甘油一起充當肝臟糖異生的前體。

調節兒茶酚胺的分泌。產品和交感神經系統和腎上腺髓質的應答的方法的相似性是這些結構組合成單個主體交感系統釋放神經和激素其鏈路的基礎。各種傳入信號是集中於下丘腦和從中發出在位於脊髓側角在宮頸VIII的水平節前神經元細胞體傳出包裹開關脊髓和延髓的中心 - II-III腰段。

這些細胞的神經節前軸突離開脊髓和形成突觸連接與所述神經元在交感神經鏈,或腎上腺髓質細胞的神經節本地化。這些節前纖維是膽鹼能的。節後交感神經元和腎上腺髓質嗜鉻細胞的第一個基本區別在於,後者它膽鹼能神經傳導(節後腎上腺素能的神經)和體液通過突出顯示腎上腺素能化合物血液傳送到輸入信號。第二差減小到產生去甲腎上腺素的神經節後,而腎上腺髓質細胞 - 優選腎上腺素。這兩種物質對組織有不同的影響。

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