Sintesis, Pelepasan dan Fungsi Katekolamin

itu katekolamin (CA) atau aminohormon adalah semua zat yang mengandung dalam strukturnya kelompok katekol dan rantai samping dengan kelompok amino. Mereka dapat bekerja di tubuh kita sebagai hormon atau sebagai neurotransmiter.

Katekolamin adalah kelas monoamina yang disintesis dari tirosin. Yang utama adalah dopamin, adrenalin dan noradrenalin.

Mereka terdiri dari neurotransmitter yang sangat penting dalam tubuh kita dan menggunakan berbagai fungsi. Mereka berpartisipasi dalam mekanisme saraf dan endokrin.

Beberapa fungsi sistem saraf pusat yang mengendalikan adalah gerakan, kognisi, emosi, pembelajaran dan memori.

Katekolamin memainkan peran mendasar dalam respons stres. Dengan cara ini, pelepasan zat-zat ini meningkat ketika Anda mengalami stres fisik atau emosional.

Pada tingkat sel, zat-zat ini memodulasi aktivitas saraf dengan membuka atau menutup saluran ion sesuai dengan reseptor yang terlibat (Nicoll et al., 1990).

Kadar katekolamin dapat diamati melalui tes darah dan urin. Faktanya, katekolamin terikat pada sekitar 50% protein dalam darah.

Perubahan pada neurotransmisi katekolamin tampaknya menjelaskan gangguan neurologis dan neuropsikiatri tertentu. Misalnya, depresi dikaitkan dengan kadar rendah zat-zat ini, yang bertentangan dengan kecemasan. Di sisi lain, dopamin tampaknya memainkan peran penting dalam penyakit seperti Parkinson dan skizofrenia.

Biosintesis katekolamin

Katekolamin berasal dari tirosin, asam amino yang membentuk protein. Ini dapat diturunkan langsung dari makanan (sebagai sumber eksogen) atau disintesis dalam hati dari fenilalanin (sumber endogen).

Fenilalanin adalah asam amino esensial bagi manusia. Ini diperoleh melalui diet, meskipun mereka juga hadir dalam beberapa zat psikoaktif.

Untuk memiliki tingkat katekolamin yang memadai, penting untuk mengonsumsi makanan kaya fenilalanin seperti daging merah, telur, ikan, produk susu, buncis, lentil, kacang-kacangan, dll..

Ini juga ditemukan di aspartame, pemanis yang banyak digunakan dalam minuman ringan dan produk diet. Sedangkan untuk tirosin, dapat ditemukan dalam keju.

Agar katekolamin terbentuk, tirosin harus disintesis oleh hormon yang disebut tirosin hidroksilase. Setelah terhidroksilasi, L-DOPA (L-3,4-dihydroxyphenylalanine) diperoleh.

Kemudian DOPA melewati proses dekarboksilasi melalui enzim DOPA dekarboksilase, menghasilkan dopamin. 

Dari dopamin, dan berkat dopamin beta-terhidroksilasi, noradrenalin (juga disebut norepinefrin) tercapai.

Adrenalin terbentuk di sumsum kelenjar adrenal, yang terletak di ginjal. Itu muncul dari noradrenalin. Adrenalin muncul ketika noradrenalin disintesis oleh enzim phenylethanolamine N-methyltransferase (PNMT). Enzim ini hanya ditemukan di sel-sel medula adrenal.

Di sisi lain, penghambatan sintesis katekolamin dihasilkan oleh aksi AMPT (alpha methyl-p-tirosin). Ini bertanggung jawab untuk menghambat enzim tirosin hidroksilase.

Di mana katekolamin diproduksi?

Sebagaimana dicatat, katekolamin utama berasal dari kelenjar adrenal. Khususnya di medula adrenal kelenjar ini. Mereka diproduksi berkat sel yang disebut chromaffins. Di tempat ini adrenalin disekresikan oleh 80%, dan noradrenalin di 20% sisanya.

Kedua zat ini bertindak sebagai hormon simpatomimetik. Artinya, mereka mensimulasikan efek hiperaktif dalam sistem saraf simpatik. Jadi, ketika zat-zat ini dilepaskan ke aliran darah, terjadi peningkatan tekanan darah, peningkatan kontraksi otot, dan peningkatan kadar glukosa. Serta percepatan detak jantung dan pernapasan.

Karena alasan ini, katekolamin sangat penting untuk mempersiapkan stres, melawan, atau lari.

Norepinefrin atau norepinefrin disintesis dan disimpan dalam serat postganglionik dari saraf simpatis perifer. Zat ini juga diproduksi dalam sel lokus coeruleus, dalam set sel yang disebut A6.

Neuron-neuron ini memproyeksikan ke hippocampus, amygdala, thalamus dan korteks; merupakan jalur norepinefrinegik punggung. Jalur ini tampaknya terlibat dalam fungsi kognitif seperti perhatian dan memori.

Rute ventral, yang terhubung dengan hipotalamus, tampaknya berpartisipasi dalam fungsi vegetatif, neuroendokrin, dan otonom..

Di sisi lain, dopamin juga dapat muncul dari medula adrenal dan saraf simpatis perifer. Namun, ia bekerja terutama sebagai neurotransmitter sistem saraf pusat. Dengan cara ini, sebagian besar terjadi di dua area batang otak: substantia nigra dan daerah tegmental ventral.

Secara khusus, kelompok utama sel dopaminergik ditemukan di daerah ventral otak tengah, daerah yang disebut "kelompok sel A9". Zona ini mencakup substantia nigra. Mereka juga terletak di kelompok sel A10 (area tegmental ventral).

Neuron A9 memproyeksikan serat mereka ke nukleus dan putamen kaudat, membentuk jalur nigrostriatal. Ini penting untuk kontrol motor.

Sementara neuron zona A10 melewati nukleus accumbens, amigdala dan korteks prefrontal, membentuk jalur mesokortikolimbik. Ini penting dalam motivasi, emosi dan pembentukan ingatan.

Selain itu, ada kelompok sel dopaminergik lain di bagian hipotalamus, yang terhubung dengan kelenjar hipofisis untuk mengerahkan fungsi hormonal..

Ada juga nuklei lain di area batang otak yang berhubungan dengan adrenalin, seperti area postrema dan saluran soliter. Namun, untuk melepaskan adrenalin dalam darah, keberadaan neurotransmitter lain, asetilkolin, diperlukan.. 

Melepaskan katekolamin

Agar pelepasan katekolamin terjadi, pelepasan asetilkolin sebelumnya diperlukan. Rilis ini dapat terjadi, misalnya, ketika kami mendeteksi bahaya. Asetilkolin memasok medula adrenal dan menghasilkan serangkaian peristiwa seluler

Hasilnya adalah sekresi katekolamin ke ruang ekstraseluler dengan proses yang disebut exocytosis..

Bagaimana mereka bertindak dalam tubuh?

Ada serangkaian reseptor yang didistribusikan ke seluruh tubuh yang disebut reseptor adrenergik. Reseptor ini diaktifkan dengan katekolamin, dan bertanggung jawab untuk berbagai fungsi.

Biasanya, ketika dopamin, adrenalin atau noradrenalin berikatan dengan reseptor ini; reaksi melarikan diri atau melawan terjadi. Dengan demikian, meningkatkan detak jantung, ketegangan otot dan muncul pelebaran pupil. Mereka juga mempengaruhi sistem pencernaan.

Penting untuk dicatat bahwa katekolamin dalam darah yang melepaskan medula adrenal mengerahkan efeknya pada jaringan perifer, tetapi tidak di otak. Ini karena sistem saraf dipisahkan oleh sawar darah-otak.

Ada juga reseptor spesifik untuk dopamin, yang terdiri dari 5 jenis. Ini ditemukan dalam sistem saraf, terutama di hippocampus, nukleus accumbens, korteks serebral, amigdala, dan substantia nigra..

Fungsi

Katekolamin dapat memodulasi berbagai fungsi organisme yang sangat beragam. Seperti yang disebutkan sebelumnya, mereka dapat bersirkulasi melalui darah atau memberikan efek yang berbeda pada otak (seperti neurotransmiter).

Selanjutnya, Anda dapat mempelajari tentang fungsi-fungsi di mana katekolamin berpartisipasi:

Fungsi jantung

Melalui peningkatan kadar adrenalin (terutama), ada peningkatan kekuatan kontraktil jantung. Selain itu, frekuensi ketukan meningkat. Ini menyebabkan peningkatan pasokan oksigen.

Fungsi pembuluh darah

Umumnya peningkatan katekolamin menyebabkan vasokonstriksi, yaitu kontraksi pada pembuluh darah. Konsekuensinya adalah peningkatan tekanan darah.

Fungsi saluran cerna

Adrenalin tampaknya mengurangi motilitas dan sekresi lambung dan usus. Serta kontraksi sphincter. Reseptor adrenergik yang terlibat dalam fungsi-fungsi ini adalah a1, a2 dan b2.

Fungsi kemih

Adrenalin melemaskan otot detrusor kandung kemih (sehingga lebih banyak urin dapat disimpan). Pada saat yang sama, kontraksi trigonum dan sfingter memungkinkan retensi urin.

Namun, dosis sedang dopamin meningkatkan aliran darah ke ginjal, memberikan efek diuretik.

Fungsi mata

Peningkatan katekolamin juga menghasilkan pelebaran pupil (midriasis). Selain itu terjadi penurunan tekanan intraokular.

Fungsi pernapasan

Katekolamin tampaknya meningkatkan laju pernapasan. Selain itu, ia memiliki efek relaksasi bronkial yang kuat. Dengan demikian, mengurangi sekresi bronkial yang mengerahkan tindakan bronkodilator.

Fungsi dalam Sistem Saraf Pusat

Dalam sistem saraf, noradrenalin dan dopamin meningkatkan viligance, perhatian, konsentrasi, dan pemrosesan stimulus.

Itu membuat kita bereaksi lebih cepat terhadap rangsangan dan belajar dan mengingat dengan lebih baik. Mereka juga menengahi dalam sensasi kesenangan dan penghargaan. Namun, peningkatan kadar zat ini telah dikaitkan dengan masalah kecemasan. 

Sementara kadar dopamin yang rendah tampaknya mempengaruhi penampilan perubahan perhatian, kesulitan belajar, dan depresi.

Fungsi motorik

Dopamin adalah katekolamin utama yang terlibat dalam mediasi kontrol gerakan. Area yang bertanggung jawab adalah substantia nigra dan basal ganglia (terutama nukleus kaudat).

Bahkan, tidak adanya dopamin di ganglia basal telah terbukti menjadi asal penyakit Parkinson.

Stres

Katekolamin sangat penting dalam pengaturan stres. Tingkat zat-zat ini dinaikkan untuk mempersiapkan tubuh kita bereaksi terhadap rangsangan yang berpotensi berbahaya. Beginilah respons pertarungan atau penerbangan muncul.

Tindakan pada sistem kekebalan tubuh

Telah terbukti bahwa stres mempengaruhi sistem kekebalan tubuh, yang dimediasi terutama oleh adrenalin dan noradrenalin. Ketika kita terkena stres, kelenjar adrenalin melepaskan adrenalin, sementara noradrenalin disekresi dalam sistem saraf. Ini menginervasi organ yang terlibat dalam sistem kekebalan tubuh.

Peningkatan katekolamin dengan cara yang sangat lama, menghasilkan stres kronis dan melemahnya sistem kekebalan tubuh.

Analisis katekolamin dalam urin dan darah

Organisme memecah katekolamin dan mengeluarkannya melalui urin. Oleh karena itu, melalui urinalisis, jumlah katekolamin yang dikeluarkan dalam periode 24 jam dapat diamati. Tes ini juga bisa dilakukan melalui tes darah.

Tes ini biasanya dilakukan untuk mendiagnosis tumor di kelenjar adrenal (pheochromocytoma). Tumor di daerah ini akan menyebabkan katekolamin terlalu banyak untuk dilepaskan. Apa yang akan tercermin dalam gejala seperti hipertensi, keringat berlebih, sakit kepala, takikardia dan tremor.

Kadar katekolamin yang tinggi dalam urin juga dapat memanifestasikan segala jenis stres yang berlebihan, seperti infeksi di seluruh tubuh, operasi atau cedera traumatis..

Meskipun kadar ini dapat diubah jika obat telah diambil untuk tekanan darah, antidepresan, obat-obatan atau kafein. Selain itu, menghabiskan dingin dapat meningkatkan kadar katekolamin dalam analisis.

Namun, nilai-nilai yang rendah dapat mengindikasikan diabetes atau perubahan dalam aktivitas sistem saraf.

Referensi

1. Brandan, N. C., Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, D. A. N., & Rodríguez, A. N. (2010). Hormon Katekolamin Adrenal. Ketua Fakultas Biokimia Fakultas Kedokteran. [akses: 02 Januari 2017]. 
2. Katekolamin (s.f.). Diperoleh pada 2 Januari 2017, dari Wikipedia.org.
3. Katekolamin (21 dari 12 tahun 2009). Diperoleh dari Encyclopædia Britannica.
4. Katekolamin dalam Darah. (s.f.). Diperoleh pada 2 Januari 2017, dari WebMD.
5. Katekolamin dalam Urine. (s.f.). Diperoleh pada 2 Januari 2017, dari WebMD.
6. Carlson, N.R. (2006). Fisiologi perilaku Ed. 8 Madrid: Pearson. hlm: 117-120.
7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Stres dan sistem kekebalan tubuh. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.
8. Kobayashi, K. (2001). Peran pensinyalan katekolamin dalam fungsi otak dan sistem saraf: wawasan baru dari studi genetik molekuler tikus. Dalam Jurnal Investigasi Simposium Prosiding Simposium (Vol. 6, No. 1, hal. 115-121). Grup Penerbitan Alam.
9. Nicoll, RA, Malenka, RC, dan Kauer, JA (1990). Perbandingan fungsional subtipe reseptor neurotransmitter di sistem saraf pusat mamalia. Physiol Rev.; 70: 513-565.