CATECOLAMINES: SÍNTESI, ALLIBERAMENT I FUNCIONS - NEUROPSICOLOGIA - 2026

Les catecolamines o aminohormonas són substàncies que contenen en la seva estructura un grup catecol i una cadena lateral amb un grup amino. Poden funcionar en el nostre organisme com hormones o com neurotransmissors.

Les catecolamines són una classe de monoamines que es sintetitzen a partir de la tirosina. Les principals són la dopamina, l'adrenalina i la noradrenalina. Consisteixen en neurotransmissors molt importants en el nostre organisme i exerceixen múltiples funcions; participen tant en mecanismes neurals com endocrins.

Estructura molecular de la norepinefrina (noradrenalina), de la família de les catecolamines.

Algunes de les funcions de sistema nerviós central que controlen són el moviment, la cognició, les emocions, l'aprenentatge i la memòria. Així mateix, juguen un paper fonamental en les respostes a l'estrès. D'aquesta manera, l'alliberament d'aquestes substàncies augmenta quan s'experimenta estrès físic o emocional. A nivell cel·lular, aquestes substàncies modulen l'activitat neuronal obrint o tancant canals iònics segons els receptors involucrats.

Els nivells de catecolamines es poden observar mitjançant anàlisi de sang i d'orina. De fet, les catecolamines estan unides a aproximadament el 50% de les proteïnes en sang.

Les alteracions en la neurotransmissió de catecolamines semblen explicar certs trastorns neurològics i neuropsiquiàtrics. Per exemple, la depressió s'associa a nivells baixos d'aquestes substàncies, a l'contrari que l'ansietat. D'altra banda, la dopamina sembla exercir un paper essencial en malalties com el Parkinson i l'esquizofrènia.

Biosíntesi de les catecolamines

Les catecolamines es deriven de la tirosina, un aminoàcid que compon les proteïnes. Pot derivar directament de la dieta (com a font exògena) o sintetitzar-se en el fetge a partir de la fenilalanina (font endògena).

fenilalanina

La fenilalanina és un aminoàcid essencial per als éssers humans. S'obté per mitjà de la dieta, encara que també són presents en algunes substàncies psicoactives.

Per tenir nivells adequats de catecolamines, és important consumir aliments rics en fenilalanina, com carns vermelles, ou, peix, lactis, cigrons, llenties, fruits secs, etc.

tirosina

Estructura química de l'aminoàcid Tirosina (Font: Clavecin via Wikimedia Commons)

Pel que fa a la tirosina, pot trobar-se en el formatge. Perquè es formin les catecolamines, la tirosina ha sintetitzar per una hormona anomenada tirosina hidroxilasa. Un cop hidroxilada, s'obté L-DOPA (L-3,4-dihidroxifenilalanina).

Dopamina i noradrenalina

Després la DOPA passa per un procés de descarboxilació a través de l'enzim DOPA descarboxilasa, produint-dopamina.

Molècula 2D de dopamina.

A partir de la dopamina, i gràcies a la dopamina beta-hidroxilada, s'aconsegueix noradrenalina (també anomenada norepinefrina).

Molècula de noradrenalina

adrenalina

L'adrenalina es forma en la medul·la de les glàndules suprarenals, que se situen sobre els ronyons. Sorgeix a partir de la noradrenalina. L'adrenalina sorgeix quan la noradrenalina és sintetitzada per l'enzim feniletanolamina N-metiltransferasa (PNMT). Aquest enzim només es troba en les cèl·lules de la medul·la suprarenal.

Estructura de l'adrenalina

D'altra banda, la inhibició de la síntesi de catecolamines es produeix per l'acció de la AMPT (alfa metil-p-tirosina). Aquesta s'encarrega d'inhibir l'enzim tirosina-hidroxilasa.

On es produeixen les catecolamines?

Les principals catecolamines s'originen en les glàndules suprarenals, concretament a la medul·la adrenal d'aquestes glàndules. Es produeixen gràcies a unes cèl·lules anomenades cromafines: en aquest lloc es segrega adrenalina en un 80%, i noradrenalina en el 20% restant.

Aquestes dues substàncies actuen com a hormones simpaticomimètiques. És a dir, simulen els efectes d'una hiperactivitat en el sistema nerviós simpàtic. Així, quan aquestes substàncies són alliberades a l'torrent sanguini, s'experimenta un augment en la pressió sanguínia, contracció muscular, i increment dels nivells de glucosa. Així com acceleració de l'ritme cardíac i de la respiració.

Per aquest motiu, les catecolamines són fonamentals per preparar les respostes d'estrès, lluita o fugida.

Noradrenalina o norepinefrina

La noradrenalina o norepinefrina es sintetitza i emmagatzema en les fibres postganglionars dels nervis simpàtics perifèrics. Aquesta substància també es produeix en les cèl·lules de l'locus coeruleus, en un conjunt cel·lular denominat A6.

Aquestes neurones projecten a l'hipocamp, amígdala, tàlem i escorça; constituint la via norepinefrinérgica dorsal. Aquesta via sembla estar implicada en funcions cognitives com l'atenció i la memòria.

La via ventral, que connecta amb l'hipotàlem, sembla participar en funcions vegetatives, neuroendocrines i autonòmiques.

dopamina

D'altra banda, la dopamina també pot sorgir de la medul·la adrenal i dels nervis simpàtics perifèrics. No obstant això, funciona principalment com a neurotransmissor de el sistema nerviós central. D'aquesta manera, es produeix majorment en dues zones de l'tronc cerebral: la substància negra i l'àrea tegmental ventral.

Específicament, els principals grups de cèl·lules dopaminèrgiques es troben a la regió ventral de el cervell mitjà, una zona anomenada "grup de cèl·lules A9". Aquesta zona inclou a la substància negra. També es localitzen en el grup cel·lular A10 (àrea tegmental ventral).

Les neurones A9 projecten les seves fibres a l'nucli caudat i a el putamen, formant la via nigroestriatal. Aquesta és fonamental per al control motor.

Mentre que les neurones de la zona A10 passen pel nucli de accumbens, l'amígdala i l'escorça prefrontal, formant la via mesocorticolímbica. Aquesta és essencial en la motivació, les emocions i la formació de records.

A més, hi ha un altre grup de cèl·lules dopaminèrgiques en una part de l'hipotàlem, que connecta amb la glàndula pituïtària per exercir funcions hormonals.

Existeixen a més altres nuclis a la zona de la tija cerebral que s'associen a l'adrenalina, com l'àrea postrema i el tracte solitari. No obstant això, perquè s'alliberi adrenalina en sang és necessari la presència d'un altre neurotransmissor, l'acetilcolina.

alliberament

Perquè l'alliberament de les catecolamines es produeixi, és necessària l'alliberament prèvia d'acetilcolina. Aquest alliberament pot passar, per exemple, quan vam detectar un perill. L'acetilcolina innerva a la medul·la adrenal i produeix una sèrie d'esdeveniments cel·lulars.

Estructura molecular de l'acetilcolina

El resultat és la secreció de catecolamines a l'espai extracel·lular per un procés anomenat exocitosi.

Com actuen en l'organisme?

Hi ha una sèrie de receptors repartits per tot l'organisme denominats receptors adrenèrgics. Aquests receptors s'activen amb les catecolamines, i són responsables d'una gran varietat de funcions.

En general, quan la dopamina, adrenalina o noradrenalina s'uneixen a aquests receptors; es produeix una reacció de fugida o lluita. Així, augmenta el ritme cardíac, la tensió muscular i apareix una dilatació de les pupil·les. També influeixen en el sistema gastrointestinal.

És important assenyalar que les catecolamines en sang que alliberen la medul·la adrenal exerceixen els seus efectes en els teixits perifèrics, però no en el cervell. Això és perquè el sistema nerviós està separat per la barrera hematoencefàlica.

També hi ha receptors específics per a la dopamina, que són de 5 tipus. Aquests sí que es troben en el sistema nerviós, sobretot en l'hipocamp, nucli de accumbens, escorça cerebral, amígdala i substància negra.

funcions

Les catecolamines poden modular funcions molt diverses de l'organisme. Com es va esmentar anteriorment, poden circular per la sang o exercir diferents efectes en el cervell (com neurotransmissors).

A continuació, podràs conèixer les funcions en què participen les catecolamines:

funcions cardíaques

A través d'un augment dels nivells d'adrenalina (principalment), es produeix un augment en la força contràctil de el cor. A més, augmenta la freqüència dels batecs. Això provoca un augment en l'aportació d'oxigen.

funcions vasculars

Generalment un augment en les catecolamines provoca una vasoconstricció, és a dir, una contracció en els vasos sanguinis. La conseqüència és un increment en la pressió arterial.

funcions gastrointestinals

L'adrenalina sembla reduir la motilitat i les secrecions gàstrica i intestinal. Així com contracció dels esfínters. Els receptors adrenèrgics implicats en aquestes funcions són els a1, a2 i b2.

funcions urinàries

L'adrenalina relaxa el múscul detrusor vesical (perquè pugui emmagatzemar més orina). Alhora contreu el trígon i l'esfínter per permetre la retenció urinària.

No obstant això, les dosis moderades de dopamina incrementen el flux de sang als ronyons, exercint un efecte diürètic.

funcions oculars

L'augment de les catecolamines produeix també una dilatació de les pupil·les (midriasi). A més d'una disminució en la pressió intraocular.

funcions respiratòries

Les catecolamines semblen augmentar la freqüència respiratòria. A més, posseeix poderosos efectes relaxants bronquials. Així, disminueix les secrecions bronquials exercint una acció broncodilatadora.

Funcions en el sistema nerviós central

En el sistema nerviós, la noradrenalina i la dopamina incrementen la viligancia, l'atenció, concentració i el processament d'estímuls.

Fa que reaccionem més ràpid als estímuls i que aprenguem i recordem millor. També intervenen en les sensacions de plaer i de recompensa. No obstant això, nivells elevats d'aquestes substàncies s'han associat amb problemes d'ansietat.

Mentre que nivells baixos de dopamina semblen influir en l'aparició d'alteracions en l'atenció, dificultats d'aprenentatge i depressió.

funcions motores

La dopamina és la principal catecolamina implicada en intervenir el control dels moviments. Les zones responsables són la substància negra i els ganglis basals (sobretot el nucli caudat).

De fet, una absència de dopamina en els ganglis basals ha demostrat ser l'origen de la malaltia de Parkinson.

estrès

Les catecolamines són molt importants en la regulació de l'estrès. Els nivells d'aquestes substàncies s'eleven per preparar el nostre cos a reaccionar davant estímuls potencialment perillosos. Així és com apareixen les respostes de lluita o de fugida.

Accions sobre el sistema immunològic

S'ha demostrat que l'estrès influeix sobre el sistema immunitari, estant intervingut sobretot per l'adrenalina i la noradrenalina. Quan estem exposats a estrès, la glàndula suprarenal allibera adrenalina, mentre que en el sistema nerviós es secreta noradrenalina. Això innerva els òrgans implicats en el sistema immune.

Un augment de les catecolamines de forma molt prolongada, produeix estrès crònic i debilitament de el sistema immunitari.

Anàlisi de les catecolamines en l'orina i en sang

L'organisme descompon les catecolamines i les s'excreta a través de l'orina. Per això, a través d'una anàlisi d'orina pot observar-se la quantitat de catecolamines segregades en un període de 24 hores. Aquest examen també pot fer-se per mitjà d'una anàlisi de sang.

Aquesta anàlisi sol realitzar per diagnosticar tumors en les glàndules suprarenals (feocromocitoma). Un tumor en aquesta àrea provocaria que s'alliberessin massa catecolamines. El que es reflectiria en símptomes com hipertensió, sudoració excessiva, mals de cap, taquicàrdies i tremolors.

Els nivells alts de catecolamines en l'orina poden manifestar també qualsevol tipus d'estrès excessiu, com infeccions en tot el cos, cirurgies o lesions traumàtiques.

Encara es poden veure alterats aquests nivells si s'han pres medicaments per a la pressió arterial, antidepressius, drogues o cafeïna. A més, haver passat fred pot augmentar els nivells de catecolamines en l'anàlisi.

No obstant això, valors baixos poden indicar diabetis o alteracions en l'activitat de el sistema nerviós.

referències

1. Brandan, NC, Plans, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, DONEN, & Rodríguez, AN (2010). Hormones Catecolamínicas Adrenals. Càtedra de Bioquímica Facultat de Medicina..
2. Catecholamine. (Sf). Recuperat el 02 de gener de 2017, de Wikipedia.org.
3. Catecholamine. (21 de 12 de 2009). Obtingut de Encyclopædia Britannica.
4. Catecholamines in Blood. (Sf). Recuperat el 02 de gener de 2017, de WebMD.
5. Catecholamines in Urine. (Sf). Recuperat el 02 de gener de 2017, de WebMD.
6. Carlson, NR (2006). Fisiologia de la conducta 8a Ed. Madrid: Pearson. pp: 117-120.
7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Estrès i sistema immune. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.