Generaliti
Dopamine adalah neurotransmitter penting dari keluarga catecholamine, dengan fungsi kawalan pada: pergerakan, apa yang disebut memori kerja, sensasi keseronokan, ganjaran, pengeluaran prolaktin, mekanisme peraturan tidur, beberapa kemampuan kognitif dan rentang perhatian.
Kawasan dopaminergik merangkumi beberapa tempat otak, termasuk menghuraikan compacta daripada substantia nigra dan kawasan teralal otak otak tengah.
Tahap dopamin yang tidak normal bertanggungjawab untuk beberapa keadaan patologi. Salah satu keadaan patologi ini adalah penyakit Parkinson yang terkenal.
Apa itu dopamin?
Dopamine adalah molekul organik, yang tergolong dalam keluarga katekolamin, yang memainkan peranan penting neurotransmitter di otak manusia dan haiwan lain.
Dopamine juga merupakan molekul prekursor dari mana sel, melalui proses tertentu, memperoleh dua neurotransmitter lain dari keluarga katekolamin: norepinefrin (atau noradrenalin) dan epinefrin (atau adrenalin).
APAKAH NEUROTRANSMITTER?
Neurotransmitter adalah bahan kimia yang membolehkan sel-sel dalam sistem saraf, yang disebut neuron, untuk berkomunikasi antara satu sama lain.
Dalam neuron, neurotransmitter berada di dalam vesikel kecil; vesikel sebanding dengan kantung, dibatasi oleh lapisan ganda fosfolipid, sangat mirip dengan membran sitoplasma sel eukariotik generik yang sihat.
Di dalam vesikel, neurotransmitter tetap seperti tidak aktif, sehingga impuls saraf tiba di neuron di mana mereka berada.
Impuls saraf, sebenarnya, mendorong pelepasan vesikel oleh neuron yang mengandunginya.
Dengan pembebasan vesikel, neurotransmitter melepaskan diri dari sel-sel saraf, menempati ruang sinaptik yang disebut (yang merupakan ruang tertentu antara dua neuron yang sangat dekat) dan berinteraksi dengan neuron yang berdekatan, tepat dengan reseptor membran neuron yang disebutkan di atas. Interaksi neurotransmitter dengan neuron yang ditempatkan di sekitarnya mengubah impuls saraf awal menjadi tindak balas sel yang sangat spesifik, yang bergantung pada jenis neurotransmitter dan jenis reseptor yang terdapat pada neuron yang terlibat.
Dengan kata yang lebih mudah, neurotransmitter adalah utusan kimia, yang impuls saraf dilepaskan untuk mendorong mekanisme selular tertentu.
Selain dopamin dan turunannya, norepinefrin dan epinefrin, neurotransmitter penting manusia lain adalah: glisin, serotonin, melatonin, asid gamma-aminobutyric (GABA) dan vasopressin.
NAMA KIMIA DOPAMINE
Nama kimia dopamin ialah 4- (2-aminoethyl) benzene-1,2-diol.
SEJARAH DOPAMINA
Anehnya, dopamin adalah neurotransmitter yang pertama kali disintesis oleh penyelidik di makmal dan kemudian dijumpai di tisu otak manusia.
Bertarikh 1910, kredit sintesis makmal dopamin diberikan kepada George Barger dan James Ewens, dua ahli kimia Inggeris syarikat itu. selamat datang dari London.
Walau bagaimanapun, untuk mengetahui bahawa dopamin adalah molekul yang terdapat di dalam otak adalah penyelidik Inggeris Kathleen Montagu, pada tahun 1957, di makmal Hospital Runwell dari London.
Setahun selepas penemuan dopamin dalam tisu otak, kemudian pada tahun 1958, saintis Arvid Carlsson dan Nils-Ake Hillarp, pekerja Laboratorium Farmakologi Kimia Institut Jantung Negara Sweden, mengenal pasti dan menerangkan untuk pertama kalinya peranan neurotransmitter, ditutup dengan dopamin.
Untuk penemuan penting ini dan untuk membuktikan bahawa dopamin bukan hanya pendahulu norepinefrin dan epinefrin, Carlsson juga menerima Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Perubatan.
DI MANA NAMA DOPAMINE DATANG?
Komuniti saintifik menggunakan istilah "dopamin" kerana molekul pendahulunya, dari mana George Barger dan James Ewens mensintesis dopamin, adalah apa yang disebut L-DOPA.
Struktur kimia
Seperti yang dinyatakan, dopamin adalah katekolamin.
Katekolamin adalah molekul organik, di mana kehadiran cincin benzena yang bergabung dengan dua kumpulan hidroksil OH berulang. Cincin benzena ini yang digabungkan dengan dua kumpulan hidroksil OH mempunyai formula kimia C6H3 (OH) 2.
Dalam kes dopamin, bahan ini terdiri dalam penyatuan antara cincin benzena dengan dua kumpulan hidroksil, khas katekolamin, dan kumpulan etilamin.
Kumpulan etilamin adalah sebatian organik di mana dua atom karbon dan satu nitrogen berpartisipasi, dan yang mempunyai formula kimia berikut: CH2-CH2-NH2.
Berdasarkan dua formula kimia yang dilaporkan di atas, iaitu kumpulan benzena dengan dua kumpulan OH dan kumpulan etilamin, formula kimia akhir dopamin adalah: C6H3 (OH) 2-CH2-CH2-NH2.
Gambar di bawah menunjukkan struktur kimia katekolamin generik, kumpulan hidroksil, kumpulan etilamin, dopamin dan L-DOPA.
Rajah: tidak seperti dopamin, L-DOPA mempunyai kumpulan karboksil, terikat pada salah satu daripada dua atom karbon kumpulan etilamin. Kumpulan karboksil - yang formula kimianya adalah COOH - adalah hasil penyatuan karbon dengan atom oksigen dan kumpulan hidroksil.
SIFAT KIMIA
Seperti banyak molekul yang terdiri daripada kumpulan etilamin, dopamin adalah asas organik.
Ini menunjukkan bahawa, dalam persekitaran berasid, pada umumnya dalam bentuk protonasi; sementara, dalam persekitaran asas, biasanya dalam bentuk yang tidak dilindungi.
Ringkasan: bagaimana dan di mana ia berlaku?
Jalur sintesis semula jadi (atau biosintesis) dopamin merangkumi empat langkah asas dan bermula dengan asid amino L-fenilalanin.
Dengan cara yang sederhana dan skematik, biosintesis dopamin dapat diringkaskan seperti berikut:
L-fenilalanin ⇒ L-tirosin ⇒ L-DOPA ⇒ dopamin
Penukaran L-fenilalanin menjadi L-tirosin dan penukaran L-tirosin menjadi L-DOPA terdiri daripada dua tindak balas hidroksilasi. Dalam kimia, reaksi hidroksilasi adalah tindak balas pada akhir yang molekul memperoleh kumpulan hidroksil OH.
Reaksi hidroksilasi pertama, iaitu L-fenilalanin ⇒ L-tirosin, berlaku berkat campur tangan enzim yang dikenali sebagai fenilalanin hidroksilase.
Reaksi L-tirosin ⇒ L-DOPA, sebaliknya, berlaku berkat campur tangan enzim yang dikenali sebagai tirosin hidroksilase.
Langkah terakhir, yang memberikan dopamin dari L-DOPA, adalah tindak balas dekarboksilasi.
Dalam bidang kimia, tindak balas dekarboksilasi sesuai dengan proses di mana molekul tersebut kehilangan satu atau lebih kumpulan karboksilik COOH.
Memberi reaksi dekarboksilasi yang menimbulkan L-DOPA adalah enzim yang disebut L-amino decarboxylase (atau DOPA decarboxylase).
SEAT SINTESIS DOPAMIN
Di dalam tubuh manusia, biosintesis dopamin terutama dilakukan oleh apa yang disebut neuron dari kawasan dopaminergik dan, pada tahap yang lebih rendah, oleh bahagian medula kelenjar adrenal (atau adrenal).
Neuron kawasan dopaminergik, atau neuron dopaminergik, adalah sel saraf yang terletak di:
- Substantia nigra, tepat dalam apa yang disebut Pars compacta daripada substantia nigra. Di sana substantia nigra (atau zat hitam) berlaku di otak tengah, yang merupakan salah satu dari tiga wilayah utama yang membentuk batang otak.
Walaupun sebahagian dari batang otak, nigra substantia bertindak di bawah bimbingan inti dasar (atau ganglia basal) telencephalon; telencephalon adalah otak.
Menurut pelbagai kajian saintifik, the menghuraikan compacta daripada substantia nigra ia adalah laman utama sintesis dopamin, terdapat di dalam tubuh manusia. - Kawasan tegmental ventral. Juga terletak di tahap otak tengah, kawasan tegmental ventral mempunyai neuron dopaminergik, yang mana peluasannya mencapai pelbagai kawasan saraf, termasuk: inti akumensif, korteks prefrontal, amigdala dan hippocampus.
- Hipotalamus posterior. Peluasan neuron dopaminergik hipotalamus posterior mencapai saraf tunjang.
- Nukleus lengkung hipotalamus dan nukleus paraventrikular hipotalamus. Neuron dopaminergik kedua-dua kawasan ini mempunyai lanjutan yang mencapai kelenjar pituitari.Di sini, mereka mempunyai tugas untuk mempengaruhi pengeluaran prolaktin.
- Kawasan subthalamus yang tidak pasti.
DEGRADASI
Pecahan semula jadi dopamin menjadi metabolit tidak aktif boleh berlaku dalam dua cara yang berbeza dan melibatkan tiga enzim:
- monoamine oksidase (atau MAO),
- katekol-O-metiltransferase (COMT)
- dehidrogenase aldehid.
Kedua-dua cara pemecahan dopamin semula jadi membawa kepada pembentukan bahan yang dikenali sebagai asid homovanyl (HVA).
Gambar: dua kemungkinan cara biodegradasi dopamin. Dari: wikipedia.org
Fungsi
Dopamine melakukan banyak fungsi, baik pada tahap sistem saraf pusat dan pada tahap sistem saraf periferal.
Mengenai sistem saraf pusat, dopamin adalah neurotransmitter yang mengambil bahagian dalam:
- Kawalan gerakan
- Mekanisme rembesan hormon prolaktin
- Memeriksa kapasiti memori
- Mekanisme ganjaran dan kesenangan
- Penguasaan kemahiran perhatian
- Mengawal beberapa aspek tingkah laku dan beberapa fungsi kognitif
- Mekanisme tidur
- Kawalan mood
- Mekanisme yang mendasari pembelajaran
Bagi sistem saraf periferal, dopamin bertindak:
- Sebagai vasodilator
- Sebagai perangsang perkumuhan natrium, melalui air kencing
- Sebagai faktor yang mendorong pergerakan usus
- Sebagai faktor yang mengurangkan aktiviti limfosit
- Sebagai faktor yang mengurangkan rembesan insulin oleh pulau Langerhans (sel beta pankreas)
PENGAMBILAN DOPAMINERGIK
Setelah dilepaskan ke ruang sinaptik, dopamin memberikan kesannya dengan berinteraksi dengan apa yang disebut reseptor dopaminergik, yang terdapat pada membran sel saraf yang berbeza.
Pada mamalia - oleh itu juga pada manusia - terdapat 5 subtipe reseptor dopaminergik yang berbeza. Nama 5 subtipe reseptor ini sangat mudah: D1, D2, D3, D4 dan D5.
Tindak balas yang dihasilkan oleh dopamin bergantung pada subjenis reseptor dopamin, dengan mana dopamin itu sendiri berinteraksi.
Dengan kata lain, kesan sel dopamin berbeza bergantung pada reseptor dopamin yang terlibat dalam interaksi.
Di otak, ketumpatan taburan reseptor dopaminergik berbeza dari kawasan otak ke kawasan otak.Dengan kata lain, setiap kawasan otak mempunyai jumlah reseptor dopaminergik sendiri.
Ahli biologi percaya bahawa ketumpatan taburan reseptor yang berbeza ini bergantung pada fungsi yang mesti diliputi oleh kawasan otak.
DOPAMINA DAN PERGERAKAN
Kemahiran motor manusia (ketepatan pergerakan, kepantasan pergerakan, dan lain-lain) bergantung pada dopamin yang mana substantia nigra melepaskan di bawah aksi ganglia basal.
Sebenarnya, jika dopamin dibebaskan dari substantia nigra kurang normal, pergerakan menjadi lebih perlahan dan tidak terkoordinasi. Sebaliknya, jika dopamin lebih tinggi secara kuantitatif daripada biasa, tubuh manusia mula melakukan pergerakan yang tidak perlu, sangat mirip dengan tics.
Oleh itu, peraturan baik pembebasan dopamin oleh substantia nigra, adalah mustahak bagi manusia untuk bergerak dengan betul, melakukan gerakan terkoordinasi dan dengan kelajuan yang betul.
SIARAN DOPAMIN DAN PROLACTIN
Dopamine yang berasal dari neuron dopaminergik dari nukleus arcuate dan nukleus paraventricular menghalang rembesan hormon prolaktin oleh sel-sel laktotrope kelenjar pituitari.
Seperti yang mudah difahami, ketiadaan atau pengurangan kehadiran dopamin yang berasal dari daerah-daerah yang disebutkan di atas menunjukkan adanya aktiviti sel laktotropik pituitari yang lebih besar, oleh itu pengeluaran prolaktin lebih besar.
Dopamine yang menghalang rembesan prolaktin mengambil nama alternatif "faktor penghambat prolaktin" (PIF).
Untuk mengetahui apakah kesan prolaktin, pembaca boleh klik di sini.
DOPAMIN DAN MEMORI
Beberapa penyelidikan saintifik menunjukkan bahawa tahap dopamin yang mencukupi dalam korteks prefrontal meningkatkan memori kerja yang disebut.
Secara definisi, memori kerja adalah "sistem untuk penyelenggaraan sementara dan manipulasi maklumat semasa pelaksanaan tugas kognitif yang berbeza, seperti pemahaman," pembelajaran dan penaakulan ".
Sekiranya tahap dopamin yang berasal dari korteks prefrontal menurun atau meningkat, ingatan kerja mula menderita.
DOPAMIN, KECERGASAN DAN Ganjaran
Dopamine adalah pengantara kesenangan dan ganjaran.
Sebenarnya, menurut kajian yang boleh dipercayai, otak manusia melepaskan dopamin ketika "mengalami" keadaan atau aktiviti yang menyenangkan, seperti makanan berdasarkan makanan yang baik atau aktiviti seksual yang memuaskan.
Neuron kawasan dopaminergik yang paling banyak terlibat dalam mekanisme ganjaran dan kesenangan adalah saraf inti dan korteks prefrontal.
DOPAMIN DAN PERHATIAN
Dopamine yang berasal dari korteks prefrontal menyokong kemahiran perhatian.
Penyelidikan yang menarik menunjukkan bahawa kepekatan dopamin rendah di korteks prefrontal sering dikaitkan dengan keadaan yang dikenali sebagai gangguan hiperaktif kekurangan perhatian.
FUNGSI DOPAMIN DAN KOGNITIF
Hubungan antara kebolehan dopamin dan kognitif terbukti dalam semua keadaan morbid yang dicirikan oleh "perubahan neuron dopaminergik korteks prefrontal.
Sebenarnya, dalam keadaan morbid yang disebutkan di atas, di samping kemampuan perhatian dan memori kerja yang disebutkan di atas - juga fungsi neurokognitif, kemampuan untuk penyelesaian masalah dan lain-lain.
Patologi
Dopamine memainkan peranan penting dalam beberapa keadaan perubatan, termasuk: Penyakit Parkinson, gangguan hiperaktif kekurangan perhatian (ADHD), skizofrenia / psikosis, dan ketagihan terhadap ubat-ubatan dan ubat-ubatan tertentu.
Selanjutnya, menurut beberapa kajian saintifik, ia akan bertanggungjawab terhadap sensasi menyakitkan yang menjadi ciri beberapa keadaan morbid (fibromyalgia, sindrom kaki gelisah, sindrom mulut terbakar) dan mual yang berkaitan dengan muntah.
Dadah
Ubat-ubatan
- Kokain
- Amfetamin
- Methamphetamine
- Ekstasi (MDMA)
- Ritalin
- Psikostimulan
Untuk mengetahui lebih lanjut:
- penyakit Parkinson
- ADHD
- Skizofrenia
Rasa ingin tahu dan maklumat lain
Untuk melengkapkan apa yang telah diperkatakan sejauh ini, berikut adalah beberapa maklumat tambahan mengenai dopamin:
- Penukaran dopamin menjadi norepinefrin adalah reaksi hidroksilasi, yang dilakukan oleh enzim yang dikenal sebagai dopamin beta-hidroksilase.
Penukaran dopamin menjadi adrenalin, sebaliknya, adalah reaksi yang berlaku kerana campur tangan enzim yang dikenali sebagai phenylethanolamine N-methyltransferase. - Kajian terbaru menunjukkan bahawa retina okular juga menjadi tuan rumah kepada beberapa neuron dopaminergik.
Sel-sel saraf ini mempunyai keistimewaan untuk aktif pada waktu cahaya dan dibungkam pada waktu kegelapan. - Reseptor dopaminergik yang paling banyak terdapat dalam sistem saraf manusia adalah reseptor D1, diikuti segera oleh reseptor D2.
Jika dibandingkan dengan subtipe D1 dan D2, reseptor D3, D4 dan D5 hadir pada tahap yang jauh lebih rendah. - Menurut para pakar, penyalahgunaan dadah adalah antara keadaan yang mendorong pembebasan dopamin kesenangan dan ganjaran.
Sebenarnya, nampaknya pengambilan dadah, seperti kokain, menyebabkan peningkatan kadar dopamin, sama seperti makanan yang baik atau aktiviti seksual yang memuaskan. - Doktor merancang rawatan berdasarkan suntikan dopamin, dengan adanya: hipotensi, bradikardia, kegagalan jantung, serangan jantung, serangan jantung dan kegagalan buah pinggang.
- Penuaan fisiologi yang menjadi sasaran setiap manusia bertepatan dengan penurunan tahap dopamin dalam sistem saraf.
Menurut beberapa kajian saintifik, penurunan fungsi otak berkaitan dengan usia disebabkan oleh penurunan tahap dopamin dalam sistem saraf.
Lihat juga: Dadah Agonis Dopamine
