Катехоламины

Материал из Новая медицинская энциклопедии

Катехоламины — это моноамины, органические соединения, которые имеют катехин (бензол с двумя гидроксильными группами в положении С1 и С2) и боковую цепь аминогруппы.[1] Эти вещества представляют собой производные аминокислоты тирозина.

Гормоны мозгового слоя надпочечников

Гормоны мозгового слоя надпочечников относятся к группе фенилалкиламинов и являются катехоламинами (пирокатехоламинами). Известны три вещества этой группы: адреналин (80 %), норадреналин (20 %), дофамин (менее 1 %). Они образуются при последовательных реакциях из аминокислоты тирозина.

Собственно гормоном можно назвать только адреналин, поскольку два других катехоламина играют в основном медиаторную роль: норадреналин – в симпатической нервной системе, дофамин – в центральной. Адреналин относят к медиаторам симпатической и центральной нервной системы, а также к стресс-гормонам.

Синтез


Синтез осуществляется в клетках мозгового слоя надпочечников (80 % всего адреналина), синтез норадреналина (80 %) происходит также в нервных синапсах.

Регуляция синтеза и секреции

Активируют: стимуляция чревного нерва, стресс.

Уменьшают: гормоны щитовидной железы.

Механизм действия

Механизм действия гормонов разный в зависимости от рецептора. Степень активности рецептора ожет изменяться от концентрации соответствующего лиганда.

Например, в жировой ткани при низких концентрациях адреналина более активны α2-адренорецепторы, при повышенных концентрациях (стресс) — стимулируются β1-, β2-, β3-адренорецепторы. Адренорецепторы расположены на пре- и постсинаптических мембранах, на клеточной мембране вне синапса. Их типы неравномерно распределены по разным органам. При этом орган может иметь либо рецепторы только одного типа, либо нескольких типов. Конечный адренергический эффект зависит

  • от преобладания типа рецепторов в органе/ткани;
  • от преобладания типа рецепторов на конкретной клетке;
  • от концентрации гормона в крови;
  • от состояния симпатической нервной системы.

Кальций-фосфолипидный механизм

  • при возбуждении α1-адренорецепторов.

Аденилатциклазный механизм

  • при задействовании α2-адренорецепторов аденилатциклаза ингибируется;
  • при задействовании β1- и β2-адренорецепторов аденилатциклаза активируется.

Мишени и эффекты

α1-Адренорецепторы

При возбуждении α1-адренорецепторов происходит:

  1. Активация гликогенолиза и глюконеогенеза в печени;
  2. Сокращение гладких мышц
    • кровеносных сосудов в разных областях тела;
    • мочеточников и сфинтера мочевого пузыря;
    • предстательной железы и беременной матки;
    • радиальной мышцы радужной оболочки;
    • поднимающих волос;
    • капсулы селезенки.
  3. Расслабление гладких мышц ЖКТ и сокращение его сфинктеров.

α2-Адренорецепторы

При возбуждении α2-адренорецепторов происходит:

  • снижение липолиза в результате уменьшения стимуляции ТАГ-липазы;
  • подавление секреции инсулина и секреции ренина;
  • спазм кровеносных сосудов в разных областях тела;
  • расслабление гладких мышц кишечника;
  • стимуляция агрегации тромбоцитов.

β1-Адренорецепторы

Возбуждение β1-адренорецепторов (есть во всех тканях) проявляется в основном:

  • активация липолиза;
  • расслабление гладких мышц трахеи и бронхов;
  • расслабление гладких мышц ЖКТ;
  • увеличение силы и частоты сокращений миокарда (ино- и хронотропный эффект).

β2-Адренорецепторы

Возбуждение β2-адренорецепторов (есть во всех тканях) проявляется главным образом:

  1. Стимуляция
    • гликогенолиза и глюконеогенеза в печени;
    • гликогенолиза в скелетных мышцах;
  2. Усиление секреции
  3. Расслабление гладких мышц
    • трахеи и бронхов;
    • желудочно-кишечного тракта;
    • беременной и небеременной матки;
    • кровеносных сосудов в разных областях тела;
    • мочеполовой системы;
    • капсулы селезенки;
  4. Усиление сократительной активности скелетных мышц (тремор);
  5. Подавление выхода гистамина из тучных клеток.

«Борьба или бегство»

В целом катехоламины отвечают за биохимические реакции адаптации к острым стрессам, связанным с мышечной активностью — «борьба или бегство»:

  • усиление продукции жирных кислот в жировой ткани для работы мышц;
  • мобилизация глюкозы из печени для повышения устойчивости ЦНС;
  • поддержание энергетических потребностей работающих мышц за счет поступающей глюкозы и жирных кислот;
  • снижение анаболических процессов через уменьшение секреции инсулина.

Адаптация также прослеживается в физиологических реакциях:

  • мозг — усиление кровотока и стимуляция обмена глюкозы;
  • мышцы — усиление сократимости;
  • сердечно-сосудистая система — увеличение силы и частоты сокращений миокарда, увеличение артериального давления;
  • легкие — расширение бронхов, улучшение вентиляции и потребления кислорода;
  • кожа — снижение кровотока;
  • ЖКТ и почки — снижение деятельности органов, не помогающих задаче срочного выживания.

Методы исследования

Исследование катехоламинов в крови и моче выявляет функциональное состояние мозгового вещества надпочечников (особую ценность это имеет при диагностике новообразований хромаффинной ткани). Катехоламины находятся в крови в очень низкой концентрации и быстро вымываются из кровотока. При нормальной функции почек изучение экскреции катехоламинов и ДОФА с мочой является адекватным методом оценки состояния системы катехоламинов – симпатоадреналовой системы. Поэтому способы определения катехоламинов достаточно широко применяют в клинико-диагностических лабораториях. Известны

  • биологические, колориметрические, полярографические, хроматографические, флюориметрические и радиоизотопные методы;
  • более доступны и, вместе с тем, совершенны флюориметрические способы определения этих гормонов-медиаторов, в основе которых — образование триоксииндолов (адренолютина, норадренолютина). Специфичность метода заключается в том, что им исследуют только те диоксифенолы, которые имеют боковую цепь строго определенной конфигурации.

Триоксииндоловый метод, как наиболее специфичный и чувствительный и является унифицированным.

Вторая группа методов, основанная на изменении флюоресценции продуктов конденсации катехоламинов с этилендиамином, является гораздо менее специфичной, поскольку многие вещества катехоловой структуры могут образовывать светящиеся конденсаты. Это обстоятельство позволило некоторым авторам по разнице между величинами, полученными при работе с этилендиаминовыми и триоксииндоловыми методами, определять дофамин.

Дифференциация катехоламинов может осуществляться либо за счет их способности максимально окисляться при разных значениях рН среды, либо за счет различия в спектральных характеристиках лютинов. Обычно применяют сочетание обоих принципов. Для выделения катехоламинов из мочи и очистки их от примесей используют принцип адсорбционной или ионообменной хроматографии. Гидролиз связанных форм катехоламинов можно осуществлять обработкой мочи β‑глюкуронидазой и фенолсульфатазой. Для экстракции и очистки катехоламинов из физиологических жидкостей также успешно применяют хроматографию на ионообменных смолах.

Наиболее известны следующие методы:

  • определение адреналина и норадреналина в моче флюориметрическим методом после дифференциального окисления катехоламинов йодом при различных значениях рН;
  • определение адреналина, норадреналина, дофамина и диоксифенилаланина в одной порции мочи.

Часто в клинике определяют конечные продукты биохимической инактивации адреналина, норадреналина и дофамина. Главными конечными продуктами являются ванилил-миндальная (ВМК) и гомованилиновая (ГВК) кислоты, образующиеся при оксиметилировании и окислительном дезаминировании катехоламинов. Их экстрагируют из проб чаще всего этилацетатом, далее подвергают электрофоретическому или хроматографическому исследованию. Для количественного выявления этих веществ на хромато- и фореграммах используют их способность к качественным цветным реакциям с последующей элюцией окрашенных пятен и спектрофотометрированием.

Наиболее быстрым и удобным для клинико-диагностических лабораторий является электрофорез. Достаточно широко используются следующие методы определения метилированных продуктов обмена катехоламинов в моче:

  • ванилил-миндальной кислоты с использованием электрофореза на бумаге;
  • ванилил-миндальной, 5-оксииндолуксусной кислот и тирамина.

Нормальные величины

Плазма Адреналин 1,91–2,46 нМ/л
Норадреналин 3,84–5,31 мМ/л
Моча унифицированный метод Адреналин 27–80 мкг/сутки
Норадреналин 8–40 мкг/сутки
Дофамин 115-450 мкг/сутки
Моча (флюорометрия) Адреналин 30–80 нМ/сутки
Норадреналин 59,1–236,4 мМ/сутки
Дофамин 60–300 нМ/сутки
Моча Ванилин-миндальная кислота 2,1 – 7,6 мг/сутки
Гомованилиновая кислота 1,4 – 88 мг/сутки

Клинико-диагностическое значение

Повышение экскреции с мочой катехоламинов и ванилин-миндальной и гомогентизиновой кислот отмечается при феохромоцитоме, гипертонической болезни в период кризов, в острый период инфаркта миокарда, приступах стенокардии, гепатитах и циррозе печени, обострении язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

Снижение экскреции уменьшается при аддисоновой болезни, коллагенозах, остром лейкозе, острых инфекциях.

Примечания

  1. ↑ Fitzgerald, P. A. (2011). "Chapter 11. Adrenal Medulla and Paraganglia". In Gardner, D. G.; Shoback, D. Greenspan’s Basic & Clinical Endocrinology (9th ed.). New York: McGraw-Hill. Retrieved October 26, 2011.

См. также

В категории «Гормональная сигнализация»

В категории «Клиническая биохимия»