dopamine

algemeenheid

Dopamine is een belangrijke neurotransmitter van de catecholamine familie, met een controlefunctie over: beweging, zogenaamd werkgeheugen, genotbeleving, beloning, prolactineproductie, slaapregulatiemechanismen, enkele cognitieve vermogens en het vermogen om op te letten.

In het menselijk lichaam is de productie van dopamine voornamelijk te wijten aan de zogenaamde neuronen van het dopaminerge gebied en, in mindere mate, aan het medullaire deel van de bijnieren (of bijnieren).

Het dopaminergische gebied omvat verschillende hersenplaatsen, waaronder de pars compacta van de substantia nigra en het tegmentale gebied van de middenhersenen.

Abnormale dopaminegehalten zijn verantwoordelijk voor verschillende pathologische aandoeningen. Een van deze pathologische aandoeningen is de bekende ziekte van Parkinson.

Wat is dopamine?

Dopamine is een organisch molecuul, behorende tot de catecholaminefamilie, die de belangrijke rol speelt van neurotransmitter in de hersenen van mensen en andere dieren.

Dopamine is ook het precursormolecuul waaruit cellen, middels specifieke processen, twee andere neurotransmitters afleiden uit de catecholaminefamilie: norepinephrine (of noradrenaline ) en epinefrine (of adrenaline ).

WAT ZIJN NEUROTHERABS?

Neurotransmitters zijn chemicaliën die cellen in het zenuwstelsel, de zogenaamde neuronen, in staat stellen met elkaar te communiceren.

In neuronen bevinden neurotransmitters zich in kleine blaasjes ; de vesicles zijn vergelijkbaar met pockets, afgebakend door een dubbele laag van fosfolipiden, volledig vergelijkbaar met die van het cytoplasmatische membraan van een generieke gezonde eukaryotische cel.

In de blaasjes blijven de neurotransmitters inert, om zo te zeggen, totdat in de neuronen waarin ze verblijven, geen zenuwimpuls optreedt.

De zenuwimpulsen stimuleren in feite de afgifte van de vesicles door de neuronen die ze bevatten.

Met de afgifte van vesicles ontsnappen neurotransmitters uit zenuwcellen, bezetten de zogenaamde synaptische ruimte (wat een bepaalde ruimte is tussen twee zeer nabije neuronen) en interageren met naburige neuronen, om precies te zijn met de membraanreceptoren van de hiervoor genoemde neuronen . De interactie van neurotransmitters met neuronen geplaatst in de directe omgeving transformeert de initiële zenuwimpuls in een goed-specifieke cellulaire respons, die afhangt van het type neurotransmitter en het type receptoren dat aanwezig is op de betrokken neuronen.

In eenvoudiger woorden, neurotransmitters zijn chemische boodschappers, die zenuwimpulsen vrijmaken om een bepaald cellulair mechanisme te induceren.

Naast dopamine en zijn derivaten, norepinephrine en epinefrine, zijn andere belangrijke neurotransmitters van de mens: glycine, serotonine, melatonine, gamma-aminoboterzuur (GABA) en vasopressine.

CHEMISCHE NAAM VAN DOPAMINE

De chemische naam van dopamine is 4- (2-aminoethyl) benzeen-1, 2-diol .

GESCHIEDENIS VAN DOPAMINE

Vreemd genoeg is dopamine een neurotransmitter die onderzoekers eerst in het laboratorium synthetiseerden en vervolgens in het menselijk hersenweefsel vonden.

Gedateerd in 1910, ligt de verdienste van de laboratoriumsynthese van dopamine bij George Barger en James Ewens, twee Engelse chemici van het Wellcome- bedrijf in Londen.

Om in plaats daarvan te ontdekken dat dopamine een van nature in de hersenen aanwezig molecuul is, was de Britse onderzoeker Kathleen Montagu in 1957 in de laboratoria van het Runwell Hospital in Londen.

Een jaar na de ontdekking van dopamine in hersenweefsel, identificeerden en beschreven wetenschappers van Arvid Carlsson en Nils-Ake Hillarp, medewerkers van de Chemical Pharmacology Laboratories van het National Heart Institute of Sweden in 1958, voor het eerst de rol van neurotransmitter, bedekt met dopamine.

Voor deze belangrijke bevinding en voor het feit dat dopamine niet alleen een voorloper is van norepinephrine en epinefrine, ontving Carlsson ook de Nobelprijs voor fysiologie of geneeskunde .

WAAR KOMT DE NAAM VAN DOPAMINE VANDAAN?

De wetenschappelijke gemeenschap gebruikte de term "dopamine", omdat de precursormolecule, waaruit George Barger en James Ewens dopamine synthetiseerden, de zogenaamde L-DOPA was.

Chemische structuur

Zoals gezegd is dopamine een catecholamine.

Catecholamines zijn organische moleculen, waarbij de aanwezigheid van een benzeenring in combinatie met twee OH-hydroxylgroepen terugkeert. Deze benzeenring gecombineerd met twee OH-hydroxylgroepen heeft de chemische formule C6H3 (OH) ₂ .

In het geval van dopamine bestaat deze stof uit de verbinding tussen de benzeenring met de twee hydroxylgroepen, kenmerkend voor catecholaminen, en een ethylaminegroep .

Een ethylaminegroep is een organische verbinding met twee koolstofatomen en één stikstof en heeft de volgende chemische formule: CH2-CH2-NH2.

In het licht van de twee bovengenoemde chemische formules, namelijk die van de benzeengroep met de twee OH-groepen en die van de ethylaminegroep, is de uiteindelijke chemische formule van dopamine: C ₆ H ₃ (OH) _2- CH ₂ -CH _2- NH ₂ .

De onderstaande figuren tonen de chemische structuur van een generieke catecholamine, een hydroxylgroep, een ethylaminegroep, dopamine en L-DOPA.

CHEMISCHE EIGENSCHAPPEN

Zoals veel moleculen die bestaan uit een ethylaminegroep, is dopamine een organische basis .

Dit impliceert dat het in een zure omgeving in het algemeen in geprotoneerde vorm is; terwijl het in een basisomgeving meestal in niet-geprotoneerde vorm is.

Samenvatting: hoe en waar gebeurt het?

De natuurlijke syntheseweg (of biosynthese ) van dopamine omvat vier basisstappen en vertrekt van het aminozuur L-fenylalanine .

Op een eenvoudige en schematische manier kan de biosynthese van dopamine als volgt worden samengevat:

L-fenylalanine ⇒ L-tyrosine ⇒ L-DOPA ⇒ dopamine

De omzetting van L-fenylalanine in L-tyrosine en de omzetting van L-tyrosine in L-DOPA bestaat uit twee hydroxyleringsreacties . In de chemie is een hydroxyleringsreactie een reactie aan het einde waarvan een molecuul een OH-hydroxylgroep verkrijgt.

De eerste hydroxyleringsreactie, namelijk L-fenylalanine ⇒ L-tyrosine, vindt plaats dankzij de tussenkomst van een enzym dat fenylalaninehydroxylase wordt genoemd .

De L-tyrosine-reactie ⇒ L-DOPA daarentegen vindt plaats dankzij de tussenkomst van een enzym dat bekend staat als tyrosinehydroxylase .

De laatste stap, die van L-DOPA afkomstig is van dopamine, is een decarboxyleringsreactie .

Op het chemische gebied komt een decarboxyleringsreactie overeen met een werkwijze aan het einde waarvan een dergelijk molecuul één of meer COOH-carboxylgroepen verliest.

Het verschaffen van de decarboxyleringsreactie die aanleiding geeft tot L-DOPA is een enzym genaamd L-aminozuurdecarboxylase (of DOPA-decarboxylase ).

SAMENVATTING VAN DOPAMINE

In het menselijk lichaam is de biosynthese van dopamine voornamelijk te wijten aan de zogenaamde neuronen van het dopaminerge gebied en, in mindere mate, aan het medullaire deel van de bijnieren (of bijnieren ).

Dopaminerge gebied neuronen, of dopaminerge neuronen, zijn zenuwcellen die zich bevinden in:

Substantia nigra , precies in de zogenaamde Pars-compacta van de substantia nigra . De substantia nigra (of zwarte substantie) vindt plaats in de middenhersenen, een van de drie hoofdregio's waaruit de hersenstam bestaat.
Ondanks dat het deel uitmaakt van de hersenstam, werkt de zwarte substantie onder de begeleiding van de kernen van de basis (of basale ganglia ) van het telencephalon; de telencephalon is het brein.
Volgens verschillende wetenschappelijke studies is de pars compacta van de substantia nigra de belangrijkste plaats voor de synthese van dopamine, aanwezig in het menselijk lichaam.
Ventraal tegmentaal gebied . Ook gelegen op het niveau van de middenhersenen, heeft het ventrale tegmentale gebied dopaminerge neuronen, waarvan de extensies verschillende zenuwgebieden bereiken, waaronder: de nucleus accumbens, de prefrontale cortex, de amygdala en de hippocampus.
Achterste hypothalamus . Verlengingen van dopaminerge neuronen in de posterieure hypothalamus bereiken het ruggenmerg.
Arcuatenkern van de hypothalamus en paraventriculaire kern van de hypothalamus . De dopaminerge neuronen van deze twee gebieden hebben verlengingen die de hypofyse bereiken. Hier zijn ze verantwoordelijk voor het beïnvloeden van prolactineproductie.
Onzeker gebied van de subthalamus .

DEGRADATION

De natuurlijke afbraak van dopamine in inactieve metabolieten kan op twee verschillende manieren plaatsvinden en omvat drie enzymen:

monoamineoxidase (of MAO),
catechol-O-methyltransferase (COMT)
aldehyde dehydrogenase.

Beide wijzen van natuurlijke afbraak van dopamine leiden tot de vorming van een stof, bekend als homovanilic acid (HVA).

functies

Dopamine vervult tal van functies, zowel in het centrale zenuwstelsel als in het perifere zenuwstelsel .

Wat het centrale zenuwstelsel betreft, dopamine is een neurotransmitter die deelneemt aan:

Bewegingscontrole
Het prolactine hormoon secretiemechanisme
De controle van de geheugencapaciteit
De mechanismen van beloning en plezier
De controle over de aandachtsspanne
De controle over sommige aspecten van gedrag en sommige cognitieve functies
Het mechanisme van slaap
De sfeercontrole
De onderliggende mechanismen

Wat het perifere zenuwstelsel betreft, werkt dopamine als volgt:

Als vasodilatator
Als stimulerend middel voor natriumuitscheiding, via de urine
Als een factor die darmmotiliteit bevordert
Als een factor die de lymfocytenactiviteit vermindert
Als een factor die insulinesecretie door de eilandjes van Langerhans (bètacellen van de alvleesklier) vermindert

DOPAMINERGISCHE RECEPTOREN

Na de afgifte in de synaptische ruimte oefent dopamine zijn effecten uit door interactie met de zogenaamde dopaminerge receptoren, aanwezig op het membraan van verschillende zenuwcellen.

Bij zoogdieren - dus ook bij mensen - zijn er 5 verschillende subtypes van dopaminerge receptoren. De namen van deze 5 receptorsubtypen zijn heel eenvoudig: D1, D2, D3, D4 en D5.

De reactie die wordt geproduceerd door dopamine hangt af van het dopaminerge receptor-subtype, waarmee dopamine zelf interageert.

Met andere woorden, de cellulaire effecten van dopamine variëren afhankelijk van de dopaminerge receptor die betrokken is bij de interactie.

In het encefalon varieert de distributiedichtheid van dopaminerge receptoren van hersengebied tot hersengebied. Anders gezegd, elk gebied van de hersenen heeft zijn eigen hoeveelheid dopaminerge receptoren.

Biologen geloven dat deze verschillende dichtheid van receptorverdeling afhangt van de functies die de hersengebieden moeten omvatten.

DOPAMINE EN BEWEGING

De motorische vaardigheden van de mens (correcte bewegingen, snelheid van bewegen, enz.) Zijn afhankelijk van het dopamine dat de substantia nigra afgeeft onder de werking van de basale ganglia.

Als de dopamine die door de substantia nigra wordt vrijgegeven lager is dan normaal, worden de bewegingen zelfs langzamer en ongecoördineerder. Omgekeerd, als dopamine kwantitatief hoger is dan normaal, begint het menselijk lichaam onnodige bewegingen uit te voeren, erg vergelijkbaar met tics.

De fijne regulatie van dopamine-afgifte door de substantia nigra is dus essentieel voor de mens om correct te bewegen, gecoördineerde gebaren uit te voeren en met de juiste snelheid.

DOPAMINA EN VRIJGAVE VAN PROLACTINE

Dopamine afkomstig van de dopaminerge neuronen van de boogvormige nucleus en de paraventriculaire nucleus remt de secretie van het hormoon prolactine, door de lactotrope cellen van de hypofyse .

Zoals gemakkelijk kan worden begrepen, impliceert de afwezigheid of verminderde aanwezigheid van dopamine uit de bovengenoemde districten een grotere activiteit van de hypofyse-lactotrope cellen, en derhalve een grotere productie van prolactine.

Dopamine dat prolactinesecretie remt, wordt de "prolactineremmende factor" (PIF) genoemd.

Om te weten wat de effecten van prolactine zijn, kunnen lezers hier klikken.

DOPAMINE EN GEHEUGEN

Verschillende wetenschappelijke studies hebben aangetoond dat adequate niveaus van dopamine in de prefrontale cortex het zogenaamde werkgeheugen verbeteren .

Per definitie is werkgeheugen "een systeem voor tijdelijk onderhoud en manipulatie van informatie tijdens de uitvoering van verschillende cognitieve taken, zoals begrip, leren en redeneren".

Als de dopaminewaarden die afkomstig zijn uit de prefrontale cortex afnemen of toenemen, begint het werkgeheugen te lijden.

DOPAMINE, PLEZIER EN BELONING

Dopamine is een bemiddelaar van plezier en beloning .

Volgens betrouwbare onderzoeken zouden de hersenen van de mens dopamine afgeven wanneer het aangename omstandigheden of activiteiten 'beleeft', zoals een maaltijd op basis van goed voedsel of bevredigende seksuele activiteit.

De neuronen van het dopaminerge gebied die het meest betrokken zijn bij de belonings- en genotmechanismen zijn die van de nucleus accumbens en de prefrontale cortex.

DOPAMINE EN AANDACHT

Dopamine afkomstig uit de prefrontale cortex ondersteunt de aandachtsspanne .

Interessant onderzoek heeft aangetoond dat verminderde dopamineconcentraties in de prefrontale cortex vaak geassocieerd zijn met een aandoening die bekend staat als attention deficit hyperactivity disorder .

FUNCTIES VAN DOPAMINE EN COGNITIEF

Het verband tussen dopamine en cognitieve vaardigheden is duidelijk in alle morbide aandoeningen die worden gekenmerkt door een verandering van de dopaminerge neuronen van de prefrontale cortex.

In feite, in de hiervoor genoemde morbide condities, kunnen naast de reeds genoemde faculteiten van aandacht en werkgeheugen ook neurocognitieve functies, probleemoplossende vaardigheden, etc. worden beïnvloed.

ziekten

Dopamine speelt een centrale rol in verschillende medische aandoeningen, waaronder: de ziekte van Parkinson, aandachtstekortstoornis met hyperactiviteit (ADHD), schizofrenie / psychose en verslaving aan bepaalde geneesmiddelen en bepaalde geneesmiddelen .

Bovendien zou het, volgens sommige wetenschappelijke studies, verantwoordelijk zijn voor de pijnlijke gewaarwordingen die bepaalde ziekelijke toestanden (fibromyalgie, rustelozebenensyndroom, brandend mondsyndroom) en de misselijkheid geassocieerd met braken, kenmerken.

Dopamine en verslaving
drugs	drugs
cocaïne amfetaminen methamfetamine Ecstasy (MDMA)	Ritalin psychostimulantia

Voor meer informatie:

Ziekte van Parkinson
ADHD
schizofrenie

Nieuwsgierigheid en andere informatie

Als aanvulling op wat tot nu toe is gezegd, hier is wat aanvullende informatie over dopamine:

De omzetting van dopamine in noradrenaline is een hydroxyleringsreactie, die wordt geleverd door het enzym dat bekend staat als dopamine beta-hydroxylase .
De omzetting van dopamine in adrenaline daarentegen is een reactie die plaatsvindt door de interventie van het enzym fenylethanolamine N-methyltransferase .
Recente onderzoeken hebben aangetoond dat zelfs de oculaire retina enkele dopaminerge neuronen zou kunnen bevatten.
Deze zenuwcellen hebben de eigenschap actief te zijn overdag en uren te stillen tijdens de uren van duisternis.
De meest voorkomende dopaminerge receptoren in het menselijk zenuwstelsel zijn D1-receptoren, onmiddellijk gevolgd door D2-receptoren.
In vergelijking met de subtypes D1 en D2 zijn de D3-, D4- en D5-receptoren op veel lagere niveaus aanwezig.
Volgens deskundigen zou het misbruik van dopamine van plezier en beloning ook drugsmisbruik omvatten.
Sterker nog, het lijkt erop dat het nemen van drugs, zoals cocaïne, een verhoging van het dopaminegehalte veroorzaakt, net als goed voedsel of bevredigende seksuele activiteit.
Artsen plannen een behandeling op basis van dopamine-injecties, in aanwezigheid van: hypotensie, bradycardie, hartfalen, hartaanval, hartstilstand en nierfalen.
Fysiologische veroudering, waaraan ieder mens is blootgesteld, valt samen met een daling van het dopamineniveau in het zenuwstelsel.
Volgens sommige wetenschappelijke studies zou de achteruitgang in verband met de hoge leeftijd van de hersenfunctie voor een deel te wijten zijn aan deze daling van het gehalte aan dopamine in het zenuwstelsel.

Zie ook: Dopamine agonist-geneesmiddelen