Влияние катехоламинов на сосуды
Катехоламины представляют собой группу соединений, которые имеют структурное сходство с тирозином. К ним относятся нейротрансмиттеры и гормоны. По этой причине катехоламины чрезвычайно важны для внутренней регуляции функций организма и функционирования нервной системы.
Какие соединения относятся к катехоламинам? Какова их роль в организме человека?
Что такое катехоламины
Катехоламины, обнаруживаемые в организме человека, являются в основном нейротрансмиттерами, то есть веществами, ответственными за передачу информации между нервными клетками.
Они имеют структуру моноаминов и образуются в организме из тирозина, который является одной из аминокислот. Катехоламины нельзя получить с пищей, организм должен синтезировать их самостоятельно из белков.
Наиболее важные вещества, относящиеся к катехоламинам:
- адреналин;
- норадреналин;
- допамин.
Эти соединения в основном вырабатываются медуллярными клетками надпочечников и ганглиями симпатической нервной системы. Дофамин является активным нейромедиатором в центральной нервной системе и в значительной степени синтезируется в стволе мозга.
Катехоламины — водорастворимые химические соединения. Они могут транспортироваться с кровью в растворенном виде в плазме. Благодаря этому адреналин может проникать в различные органы организма, выполняя гормональную функцию.
Многие стимулирующие препараты являются аналогами катехоламинов. Например, в эту группу входят производные амфетамина.
Катехоламины — воздействие на организм
Уровень катехоламинов в организме повышается в стрессовых ситуациях. Эти вещества ответственны за запуск реакции «бей или беги». Под их влиянием, в ответ на стрессовые воздействия организм готовится к значительным физическим нагрузкам. Этот механизм развился у наших предков, которым приходилось охотиться и бороться за выживание.
Повышение концентрации катехоламинов может быть вызвано психологическими ситуациями или стрессовыми факторами окружающей среды, такими как усиление звука или интенсивное освещение.
Повышение уровня катехоламинов в организме вызывает:
- повышение артериального давления;
- увеличение сердечного ритма;
- повышение уровня глюкозы в крови.
Катехоламины как нейротрансмиттеры
Норадреналин и дофамин — катехоламины, которые действуют в центральной нервной системе как нейротрансмиттеры. Это означает, что они являются химическими веществами, высвобождаемыми нейронами для передачи сигналов другим нервным клеткам.
Дофамин (допамин)
Дофамин активен в мозге, где он выполняет несколько различных функций.
- Одна из них — роль фактора, стимулирующего премиальный центр. Таким образом, дофамин участвует в механизме мотивации, который управляет нашим поведением. Многие вызывающие привыкание вещества активизируют выброс дофамина в мозг, стимулируя тем самым центр вознаграждения. Такие соединения включают некоторые лекарства. Этот механизм участвует в зависимости.
- Другая роль допамина заключается в участии в передаче нервов, отвечающих за моторный контроль организма.
Во время болезни Паркинсона наблюдается снижение концентрации этого нейромедиатора в мозге. Эффект дефицита дофамина в этом расстройстве заключается в ригидности мышц и треморе.
На форумах в интернете допамин часто описывается как химическое вещество, ответственное за чувство удовольствия. Однако с научной точки зрения это вещество является прежде всего мотивационным. Это означает, что оно управляет поведением организма, что приближает его к достижению своей цели. Дофамин отвечает за приятное чувство удовлетворения от успеха.
Дофамин
Норадреналин
Норадреналин является нейротрансмиттером, ответственным за мобилизацию мозга и тела для действия. Концентрация норадреналина снижается во время сна и повышается в стрессовых или опасных ситуациях. В последнем случае норадреналин работает в мозге, стимулируя и повышая настороженность. Положительно влияя на память и концентрацию, он в то же время отвечает за тревожные реакции.
Норадреналин в нервной системе также действует периферически, т. е. на все тело, а не только на мозг и психику. Его повышенная концентрация усиливает частоту сердечных сокращений, артериальное давление и стимулирует выброс глюкозы в кровоток.
Кроме норадреналин увеличивает приток крови к скелетным мышцам, одновременно уменьшая приток крови к пищеварительной системе.
Катехоламины как гормоны: адреналин
Адреналин играет в организме роль гормона. Это означает, что это соединение вырабатывается организмом, а затем выделяется в кровь. Гормоны, блуждая по кровотоку, попадают в разные ткани.
Адреналин, попадая в клетки организма, вызывает метаболические изменения. Это приводит к таким эффектам, как ускорение работы сердца, расширение зрачков и активный транспорт сахара в органы тела. Адреналин также стимулирует кровоток в мышцах.
Механизм действия этого гормона основан на связывании его молекул с альфа- и бета-рецепторами на поверхности клеточных мембран.
Адреналин обычно вырабатывается как надпочечниками, так и небольшим количеством нейронов в продолговатом мозге. В нервной системе он также может действовать как нейротрансмиттер (как норадреналин и дофамин), участвуя в регуляции висцеральных функций. Он регулирует, среди прочего, дыхание.
Нейромедиаторы
Катехоламины как лекарства
Из всех катехоламинов, напрямую в качестве лекарственного средства, используемого в медицине, присутствует только адреналин. Другие препараты содержат производные основных катехоламинов.
Адреналин
Он применяется главным образом в случаях остановки сердца, хотя есть и другие области, где без него сложно обойтись.
Если адреналин используется в случаях анафилактического шока, остановки сердца и кардиогенного шока, то дает целый ряд эффектов:
- стимулирует сократительную способность миокарда;
- улучшает проводимость раздражителей в сердце;
- повышает эффективность электрической дефибрилляции.
Адреналин иногда назначается, для подавления поверхностного кровотечения: он обладает способностью локально сужать кровеносные сосуды. Этот эффект может также использоваться при астме, когда другие методы лечения неэффективны.
Этот катехоламин вводится внутривенно, инъекцией в мышцы, ингаляцией или подкожным введением. Общие побочные эффекты, возникающие после приема адреналина, включают тремор, беспокойство и потоотделение. Также может возникнуть учащенное сердцебиение и высокое кровяное давление.
Леводопа
Структуру катехоламинов также имеет леводопа. Это вещество является предшественником дофамина. Лекарство используется для лечения болезни Паркинсона.
Терапевтический механизм этого катехоламина довольно интересен: преодолевая гематоэнцефалический барьер, он превращается в дофамин. Благодаря этому Леводопа увеличивает концентрацию этого нейротрансмиттера в черном веществе мозга, уменьшая симптомы заболевания.
Изопреналин
Изопреналин — другой препарат, который относится к катехоламинам. Это синтетическое производное адреналина, не встречающееся в организме в естественных условиях.
Это вещество используется для лечения брадикардии (замедления сердечного ритма), блокады сердца и редко в случаях астмы.
Распад катехоламинов в организме человека
Период полураспада катехоламинов в крови человека составляет всего несколько минут. За его расщепление ответственны процессы метилирования с использованием катехол-О-метилтрансфераз (СОМТ) или дезаминирования моноаминоксидазами (МАО).
В медицине используются препараты, основывающие свое терапевтическое действие на блокировании моноаминоксидаз (МАО). Группа этих веществ известна как ингибиторы МАО. Они используются в качестве лекарств, повышающих концентрацию нейротрансмиттеров в мозге у людей с депрессией.
Их второе применение заключается в повышении эффективности лечения болезни Паркинсона с использованием леводопы. Они блокируют распад этого лекарства в крови.
Химическая формула нейромедиаторов
Причины высокого уровня катехоламинов в организме
В нашем организме, кроме моментов их повышенного высвобождения, связанных, например, со стрессом, уровень катехоламинов в крови остается низким. Постоянные высокие уровни катехоламинов могут быть связаны с наличием раковых заболеваний, относящихся к типам, которые увеличивают их выработку. Поэтому катехоламины могут служить онкомаркерами в диагностике опухолей.
Значительно повышенные уровни катехоламинов могут быть вызваны нейроэндокринными опухолями в мозговом веществе надпочечников. Увеличение концентрации этих веществ также наблюдается в случае других изменений:
- феохромоцитома;
- нейробластома;
- ганглион (ганглионеврома).
Другой причиной высокого уровня катехоламинов может быть синдром Бруннера, который проявляется дефицитом моноаминоксидазы А (МАО-А). Это фермент, ответственный за расщепление катехоламинов в организме. Его недостаток значительно увеличивает количество нейротрансмиттеров в крови.
Источники
- Адреналин (DB00668) – информация об активном веществе. (ang.). DrugBank.
- Fitzgerald, P. A. (2011).”Глава 11. Медулла надпочечников и параганглии”. In Gardner, D. G.; Shoback, D. (eds.). Greenspan’s Базовая и клиническая эндокринология Гринспена (9-е изд.). New York: McGraw-Hill. Retrieved October 26, 2011.
- Purves, D.; Augustine, G. J.; Fitzpatrick, D.; Hall, W. C.; LaMantia, A. S.; McNamara, J. O.; White, L. E., eds. (2008). Нейронаука (4-е изд.). Sinauer Associates. pp. 137–138. ISBN 978-0-87893-697-7.
- «Катехоламины». Health Library. San Diego, CA: University of California..
- Puglisi-Allegra S, Ventura R (June 2012). «Префронтальная / аккумальная катехоламиновая система обрабатывает высокую мотивационную значимость». Front. Behav. Neurosci. 6: 31
Поделиться ссылкой:
Источник
Биологическое действие гормонов коры надпочечников
Адреналин оказывает существенное влияние преимущественно на сердце, усиливает сократимость, возбудимость и проводимость миокарда. Частота сердечных сокращений, сила их, систолический и минутный объем крови под влиянием адреналина увеличиваются, систолическое и пульсовое артериальное давление – повышается. При избытке адреналина может наступить аритмия и даже мерцание желудочков. Повышенное количество адреналина может вызвать нарушение окислительных процессов в сердечной мышце; при этом, несмотря на повышение поступления кислорода, использование его миокардом тормозится. Могут развиться существенные нарушения обмена в миокарде, приводящие к дистрофическим изменениям в нем.
Норадреналин влияет на сердце в меньшей степени, чем адреналин, действуя в основном в тех же направлениях, что и последний. В отличие от адреналина, норадреналин уменьшает частоту сердечных сокращений.
Катехоламины по-разному влияют на тонус различных сосудов. Как адреналин, так и норадреналин суживают сосуды кожи, легких, селезенки и расширяют венечные артерии. Сосудорасширяющее действие норадреналина на коронарные артерии выражено больше, чем действие адреналина. Адреналин значительно сильнее, чем норадреналин, суживает кожные сосуды. Адреналин усиливает кровоток в печени и скелетной мускулатуре. Норадреналин таким действием не обладает или даже оказывает противоположное действие.
Норадреналин в отличие от адреналина повышает как систолическое, так и диастолическое давление, не влияя на пульсовое давление.
Адреналин увеличивает потребление кислорода тканями, повышает основной обмен, увеличивает образование тепла в организме, повышая температуру тела. Сахар крови под влиянием адреналина повышается вследствие распада гликогена в мышцах и в печени. Этот процесс осуществляется путем стимуляции адреналином образования циклического аденизиномо-нофосфата, в присутствии которого происходит активация фосфорилазы, способствующей распаду гликогена в печени и в мышцах. Протекание этих процессов обеспечивает поступление энергии, за счет которой осуществляются различные метаболические сдвиги – продукция тепла, активный транспорт ионов и т. п.
Норадреналин оказывает на эти обменные процессы значительно меньшее действие, чем адреналин.
Адреналин и норадреналин оказывают липолитическое действие, повышая выход неэстерофицированных жирных кислот из жировой ткани, и стимулируют окисление жиров.
Катехоламины способствуют переходу калия из клетки во внеклеточную жидкость.
Адреналин уменьшает тонус мускулатуры бронхов, желчного пузыря, матки, тонус и перистальтику кишечника, вызывает сокращение сфинктеров. Действие норадреналина в этом отношении значительно слабее, чем адреналина.
Адреналин и в значительно меньшей степени норадреналин вызывают эозинопению и увеличение количества нейтрофилов в периферической крови. Адреналин повышает возбудимость коры головного мозга. Ему принадлежит важная роль в поддержании активности ретикулярной формации, и он обладает возбуждающим действием на центры гипоталамуса. В больших дозах адреналин подавляет передачу возбуждения с преганглионарных на постганглионарные волокна в симпатических ганглиях.
Введенный извне норадреналин не оказывает возбуждающего действия на центральную нервную систему. Однако в центрах гипоталамуса концентрация норадреналина высока, что указывает на его значение в деятельности центров, локализующихся в этой области. Как уже указывалось выше, норадреналин является основным медиатором, обеспечивающим передачу возбуждения в симпатических ганглиях.
Экспериментальными исследованиями показано, что адреналин оказывает стимулирующее действие на выработку АКТГ передней долей гипофиза. Однако, хотя повышение адреналина выше физиологического уровня усиливает выработку АКТГ, по-видимому, он играет второстепенную роль в регуляции адренокортикотропной функции гипофиза.
Данные о влиянии катехоламинов на щитовидную железу противоречивы. Имеются наблюдения, указывающие на то, что катехоламины снижают накопление радиойода щитовидной железой. С другой стороны, наблюдали повышение захвата радиойода щитовидной железой под влиянием адреналина, а с другой стороны не отметили изменения захвата радиойода под влиянием катехоламинов. Выделение щитовидной железой йода, связанного с белками, под влиянием адреналина повышается. Имеются наблюдения, указывающие на повышение секреции тиреотропного гормона под влиянием адреналина, а также на возможное повышение чувствительности щитовидной железы к тиреотропному гормону.
Повышая уровень сахара в крови, адреналин стимулирует выработку инсулина бета-клетками островков поджелудочной железы.
Имеются данные, что адреналин тормозит функцию половых желез.
В целом симпатоадреналовая система играет большую роль в приспособлении организма к меняющейся обстановке.
Источник
Гормональная регуляция артериального давления. Влияние надпочечников на артериальное давлениеРегулирующее влияние центральной нервной системы на состояние сосудистого тонуса осуществляется путем тесно переплетающихся взаимодействий нервных и гормональных факторов. Помимо непосредственного влияния, гипоталамус оказывает также и опосредованное действие на сосудистый тонус путем мобилизации гормонов гипофиза. Непосредственная анатомическая и функциональная связь с нейрогипофизом обеспечивает при его раздражении быстрое выделение вазопрессина, а через симпатическую нервную систему провоцирует усиленную секрецию катехоламинов. Эти гормональные сдвиги могут оказывать непосредственное действие на сосудистый тонус. Одновременно происходит и стимуляция секреции гормонов аденогипофиза с повышенным выделением АКТГ, провоцирующим секрецию кортп-костероидов. Таким образом, основным эндокринным регулятором всех сосудистых реакций и сосудистого тонуса является гипофиз-адреналовая система, осуществляющая все приспособительные реакции в организме. Высшим отделом, контролирующим функцию гипофиз-адреналовой системы, несомненно, является кора головного мозга. Эмоциональные возбуждения, стрессовые ситуации, перенапряжение нервных процессов оказывают стимулирующее действие на функциональное состояние гипоталамо-гипофизарной системы и провоцируют повышенное выделение АКТГ и гормонов надпочечников (Euler с соавт., 1959). Повышение секреции АКТГ под влиянием эмоциональных возбуждений было установлено многими исследователями (Н. В. Михайлов, 1955; И. А. Эскин, 1956; Harris, 1955; Liebegott, 1957). Повышенное выделение катехоламинов при этих же ситуациях доказано многочисленными работами Selye (1960), Rabb (1961) и многих других. В реализации приспособительных сосудистых реакций ведущую роль играют как гормоны мозгового слоя надпочечников (адреналин и норадреналин), так и корковые гормоны (кортизол, альдостерон). Оба гормона мозгового слоя надпочечников влияют на артериальное давление разными путями. Адреналин повышет артериальное давление преимущественно благодаря усилению работы сердца, минутного объема, частоты пульса. Норадреналин, образующийся на нервных окончаниях, оказывает непосредственное действие на сосудистый тонус. Прессорный эффект от норадреналина значительно сильнее, чем от адреналина (В. В. Закусов, 1953). Влияя непосредственно на вазоконстрикторы, норадреналин повышает как систолическое, так и диастолическое артериальное давление. Повышение секреции катехоламинов почти всегда обусловлено влиянием центральной нервной системы, на которую оказывают воздействие факторы внешней среды, вызывающие эмоциональное возбуждение или нервное перенапряжение, что и влечет за собой ряд сосудистых реакций, осуществляемых через гипоталамо-гипофизарную систему. Передача прессорных импульсов на периферию реализуется при помощи освобождения норадреналина на нервных окончаниях, заложенных в стенках сосудов. Повышенное выделение норадреналина может вызвать очень быстрое сужение сосудов, вплоть до полного прекращения кровотока. Многими работами было установлено, что образующийся на нервных окончаниях норадреналин очень быстро подвергается ферментативным воздействиям и инактивируется. В физиологических условиях эта инактивация происходит почти мгновенно (через 4—6 сек) после введения (Gitlov с соавт., 1961). В патологических условиях может нарушаться не только секреция, но и инактивация норадреналина.
Воздействие гипоталамуса на сосудистый тонус не ограничивается только мобилизацией и повышением секреции катехоламинов, происходит также стимуляция секреции гормонов коркового слоя надпочечников. Влияние гипоталамуса на выделение корковых гормонов происходит благодаря повышенному выделению АКТГ, путем повышенного выделения в nucl. supraopticus и para-vertebralis вещества (нейрогормон), названного CRF. В отношении воздействия на сосудистый тонус гормоны коркового и мозгового слоя надпочечников функционируют как единое целое. По мнению Raab, прессорный эффект кортикостероидов осуществляется путем повышения чувствительности сосудистой стенки к воздействию катехоламинов. Это положение получило подтверждение со стороны многих исследователей. Значительно более выраженное влияние на сосудистый тонус оказывают минералокортикоиды, в частности альдостерои, секреция которого отчасти стимулируется АКТГ. Основным стимулятором выработки альдостерона является особое гормоноподобное вещество, обнаруженное Farrell в 1960 г. в гипоталамусе и названное им по аналогии с тропными гормонами адреногломерулотропином. Введение этого вещества вызывает гиперплазию клеток клубочковой зоны коры надпочечников и значительно усиливает секрецию альдостерона. Центрогенный механизм не является единственным регулятором образования и выделения альдостерона. В настоящее время получено много данных, свидетельствующих о том, что выраженное стимулирующее влияние на секрецию альдостерона оказывает ренин и его дериват ангиотензин II. Sloper (1962) установил, что введение ренина или ангиотензина II сопровождается повышенным образованием альдостерона и одновременным повышением артериального давления. Действие альдостерона на артериальное давление осуществляется путем усиления реабсорбции натрия в почечных канальцах и повышения его уровня в крови. Натрий, по-видимому, задерживается также и в стенках сосудов, способствуя повышению их тонуса и развитию гипертонии (Н. А. Ратнер и Е. Н. Герасимова, 1966). Нарушение электролитного обмена, по мнению Selye (1960), делает организм особенно чувствительным ко всем гипертензивным воздействиям. Определенное влияние на сосудистый тонус оказывают и другие минералокортикоиды. Введение животным дезоксикортикостеронацетата (ДОКСА) вызывает стойкую гипертонию, которая удерживается даже после удаления надпочечников (Friedman, 1953). Об этом свидетельствуют также и данные Hudson (1965). Некоторое влияние на сосудистый тонус оказывают и глюкокортикоиды. На основании литературных данных можно прийти к заключению, что надпочечниковые гормоны принимают непосредственное участие, в регуляции сосудистого тонуса. Ведущая роль эндокринных факторов в этом отношении доказывается существованием чисто эндокринных случаев гипертоний, которые являются как бы естественным экспериментом, доказывающим, что повышение секреции некоторых гормонов при гормонально активных опухолях надпочечников может вы. зывать выраженную и стойкую гипертонию. К таким «чисто эндокринным» гипертониям относится гипертония при синдроме Иценко — Кушипга, феохромоцитоме, первичном альдостеронизме. – Также рекомендуем “Синдром Иценко—Кушинга. Причины кушингоида” Оглавление темы “Сердечно-сосудистая система при сахарном диабете”:
|
Источник