KATEKOLAMIN: SINTESIS, PELEPASAN, DAN FUNGSI - NEUROPSIKOLOGI - 2025

The katekolamin atau aminohormonas adalah zat yang mengandung struktur mereka kelompok katekol dan rantai samping dengan gugus amino. Mereka dapat berfungsi dalam tubuh kita sebagai hormon atau sebagai neurotransmiter.

Katekolamin adalah kelas monoamina yang disintesis dari tirosin. Yang utama adalah dopamin, adrenalin dan norepinefrin. Mereka terdiri dari neurotransmiter yang sangat penting dalam tubuh kita dan memiliki banyak fungsi; mereka berpartisipasi dalam mekanisme saraf dan endokrin.

Struktur molekuler norepinefrin (noradrenalin), dari keluarga katekolamin.

Beberapa fungsi sistem saraf pusat yang mereka kendalikan adalah gerakan, kognisi, emosi, pembelajaran, dan memori. Mereka juga memainkan peran mendasar dalam menanggapi stres. Dengan cara ini, pelepasan zat ini meningkat saat stres fisik atau emosional dialami. Pada tingkat sel, zat ini memodulasi aktivitas saraf dengan membuka atau menutup saluran ion sesuai dengan reseptor yang terlibat.

Kadar katekolamin bisa dilihat melalui tes darah dan urine. Faktanya, katekolamin terikat pada sekitar 50% protein dalam darah.

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

Biosintesis katekolamin

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

Fenilalanin

Fenilalanin adalah asam amino esensial bagi manusia. Itu diperoleh melalui makanan, meskipun mereka juga ada di beberapa zat psikoaktif.

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

Tirosin

Struktur kimia dari asam amino Tirosin (Sumber: Clavecin via Wikimedia Commons)

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

Dopamin dan norepinefrin

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

Molekul dopamin 2D.

Dari dopamin, dan berkat dopamin terhidroksilasi beta, norepinefrin (juga disebut norepinefrin) diperoleh.

Molekul norepinefrin

Adrenalin

Epinefrin dibuat di medula kelenjar adrenal, yang terletak di atas ginjal. Ini muncul dari norepinefrin. Epinefrin muncul ketika norepinefrin disintesis oleh enzim phenylethanolamine N-methyltransferase (PNMT). Enzim ini hanya ditemukan di sel-sel medula adrenal.

Struktur adrenalin

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

Di mana katekolamin diproduksi?

Katekolamin utama berasal dari kelenjar adrenal, khususnya di medula adrenal kelenjar ini. Mereka diproduksi berkat sel yang disebut chromaffins: di tempat ini adrenalin disekresikan dalam 80%, dan noradrenalin di 20% sisanya.

Kedua zat ini bertindak sebagai hormon simpatomimetik. Artinya, mereka mensimulasikan efek hiperaktif pada sistem saraf simpatis. Jadi, ketika zat-zat ini dilepaskan ke aliran darah, tekanan darah meningkat, kontraksi otot yang lebih besar, dan peningkatan kadar glukosa dialami. Serta percepatan detak jantung dan pernafasan.

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

Norepinefrin atau norepinefrin

Norepinefrin atau norepinefrin disintesis dan disimpan dalam serabut postganglionik saraf simpatis perifer. Zat ini juga diproduksi di sel lokus coeruleus, dalam kelompok sel yang disebut A6.

Neuron ini memproyeksikan ke hipokampus, amigdala, talamus, dan korteks; yang merupakan jalur norepinefrin dorsal. Jalur ini tampaknya terlibat dalam fungsi kognitif seperti perhatian dan memori.

Jalur ventral, yang menghubungkan dengan hipotalamus, tampaknya berpartisipasi dalam fungsi vegetatif, neuroendokrin, dan otonom.

Dopamin

Di sisi lain, dopamin juga bisa timbul dari medula adrenal dan saraf simpatis perifer. Namun, ia bekerja terutama sebagai neurotransmitter di sistem saraf pusat. Dengan cara ini, ia terjadi terutama di dua area batang otak: substansia nigra dan area ventral tegmental.

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

Neuron A9 memproyeksikan seratnya ke nukleus kaudatus dan ke putamen, membentuk jalur nigrostriatal. Ini penting untuk kontrol motorik.

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

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

Ada juga nukleus lain di area batang otak yang berhubungan dengan adrenalin, seperti area postmas dan soliter. Namun, agar adrenalin dapat dilepaskan ke dalam darah, diperlukan adanya neurotransmitter lain, asetilkolin.

Melepaskan

Agar pelepasan katekolamin terjadi, pelepasan asetilkolin sebelumnya diperlukan. Pelepasan ini dapat terjadi, misalnya, saat kita mendeteksi bahaya. Asetilkolin menginervasi medula adrenal dan menghasilkan serangkaian kejadian seluler.

Struktur molekul asetilkolin

Hasilnya adalah sekresi katekolamin ke dalam ruang ekstraseluler melalui proses yang disebut eksositosis.

Bagaimana cara mereka bertindak di dalam tubuh?

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

Biasanya ketika dopamin, epinefrin, atau norepinefrin mengikat reseptor ini; ada reaksi melawan atau lari. Dengan demikian, detak jantung meningkat, ketegangan otot meningkat, dan pupil mata membesar. Mereka juga mempengaruhi sistem gastrointestinal.

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

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

fitur

Katekolamin dapat memodulasi fungsi tubuh yang sangat beragam. Seperti disebutkan di atas, mereka dapat bersirkulasi di dalam darah atau memiliki efek berbeda di otak (sebagai neurotransmiter).

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

Fungsi jantung

Melalui peningkatan tingkat adrenalin (terutama), ada peningkatan kekuatan kontraktil jantung. Selain itu, frekuensi detak jantung meningkat. Hal ini menyebabkan peningkatan suplai oksigen.

Fungsi vaskular

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

Fungsi gastrointestinal

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

Fungsi kemih

Epinefrin melemaskan otot detrusor kandung kemih (sehingga lebih banyak urin dapat disimpan). Pada saat yang sama, ia mengontrak trigon dan sfingter untuk memungkinkan retensi urin.

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

Fungsi okuler

Peningkatan katekolamin juga menyebabkan pelebaran pupil (mydriasis). Selain penurunan tekanan intraokular.

Fungsi pernapasan

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

Fungsi dalam Sistem Saraf Pusat

Dalam sistem saraf, norepinefrin dan dopamin meningkatkan kewaspadaan, perhatian, konsentrasi, dan pemrosesan stimulus.

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

Sedangkan kadar dopamin yang rendah tampaknya mempengaruhi munculnya gangguan pada perhatian, kesulitan belajar dan depresi.

Fungsi motorik

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

Faktanya, ketiadaan dopamin di basal ganglia telah terbukti menjadi asal mula penyakit Parkinson.

Menekankan

Katekolamin sangat penting dalam mengatur stres. Kadar zat ini dinaikkan untuk mempersiapkan tubuh kita bereaksi terhadap rangsangan yang berpotensi berbahaya. Beginilah respons pertarungan atau lari muncul.

Tindakan pada sistem kekebalan

Stres telah terbukti mempengaruhi sistem kekebalan, terutama dimediasi oleh adrenalin dan norepinefrin. Saat kita terkena stres, kelenjar adrenal melepaskan adrenalin, sedangkan sistem saraf mengeluarkan norepinefrin. Ini menginervasi organ yang terlibat dalam sistem kekebalan.

Peningkatan katekolamin yang sangat lama menghasilkan stres kronis dan melemahnya sistem kekebalan.

Analisis katekolamin dalam urin dan darah

Tubuh memecah katekolamin dan mengeluarkannya melalui urin. Oleh karena itu, melalui analisis urin, jumlah katekolamin yang disekresikan 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 area ini akan menyebabkan terlalu banyak katekolamin yang dilepaskan. Yang akan tercermin dari gejala seperti hipertensi, keringat berlebih, sakit kepala, takikardia dan tremor.

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

Meskipun tingkat ini dapat diubah jika mereka telah minum obat untuk tekanan darah, antidepresan, obat atau kafein. Selain itu, menjadi dingin dapat meningkatkan kadar katekolamin dalam analisis.

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

Referensi

1. Brandan, NC, Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, DAN, & Rodríguez, AN (2010). Hormon Katekolamin Adrenal. Ketua Fakultas Biokimia. .
2. Katekolamin. (sf). Diperoleh pada 2 Januari 2017, dari Wikipedia.org.
3. Katekolamin. (21 dari 12 tahun 2009). Diperoleh dari Encyclopædia Britannica.
4. Katekolamin dalam Darah. (sf). Diperoleh pada 2 Januari 2017, dari WebMD.
5. Katekolamin dalam Urine. (sf). Diperoleh pada 2 Januari 2017, dari WebMD.
6. Carlson, NR (2006). Fisiologi perilaku Edisi ke-8 Madrid: Pearson. hlm: 117-120.
7. Gómez-González, B., & Escobar, A. (2006). Stres dan sistem kekebalan. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.