DOPAMINA: FUNKCJA, MECHANIZM DZIAŁANIA, SYNTEZA - NEUROPSYCHOLOGIA - 2026

Dopaminy jest neuroprzekaźnik wytwarzany w wielu różnych zwierząt, w tym zarówno kręgowców i bezkręgowców istoty. Jest najważniejszym neuroprzekaźnikiem w ośrodkowym układzie nerwowym ssaków i uczestniczy w regulacji różnych funkcji, takich jak zachowania motoryczne, nastrój i uczuciowość.

Powstaje w ośrodkowym układzie nerwowym, czyli w mózgu zwierząt, i wchodzi w skład substancji zwanych katecholaminami. Katecholaminy to grupa neuroprzekaźników, które są uwalniane do krwiobiegu i obejmują trzy główne substancje: adrenalinę, norepinefrynę i dopaminę.

Cząsteczka dopaminy 3D.

Te trzy substancje są syntetyzowane z aminokwasu tyrozyny i mogą być wytwarzane w nadnerczach (strukturach nerek) lub w zakończeniach nerwowych neuronów.

Dopamina jest wytwarzana w wielu częściach mózgu, zwłaszcza w istocie czarnej, i pełni funkcje neuroprzekaźnicze w ośrodkowym układzie nerwowym, aktywując pięć typów receptorów dopaminy: D1, D2, D3, D4 i D5.

W każdym regionie mózgu dopamina jest odpowiedzialna za wykonywanie wielu różnych funkcji.

Najważniejsze z nich to: ruchy motoryczne, regulacja wydzielania prolaktyny, aktywacja układu przyjemności, udział w regulacji snu i nastroju oraz aktywacja procesów poznawczych.

Układ dopaminergiczny

W mózgu znajdują się tysiące neuronów dopaminowych, czyli substancji chemicznych dopaminy. Fakt, że ten neuroprzekaźnik jest tak obfity i tak rozłożony w wielu regionach neuronalnych, doprowadził do pojawienia się układów dopaminergicznych.

Systemy te nadają nazwy różnym połączeniom dopaminowym w różnych obszarach mózgu, a także czynnościom i funkcjom, które każdy z nich wykonuje.

W ten sposób dopaminę i jej projekcje można podzielić na 3 główne systemy.

Systemy ultrakrótkie

Tworzy dwie grupy głównych neuronów dopaminergicznych: neuronów opuszki węchowej i splotowatych warstw siatkówki.

Funkcje tych dwóch pierwszych grup dopaminy są głównie odpowiedzialne za funkcje percepcyjne, zarówno wzrokowe, jak i węchowe.

System długości pośredniej

Obejmują one komórki dopaminy, które zaczynają się w podwzgórzu (wewnętrzny obszar mózgu) i kończą się w środkowym jądrze przysadki (gruczoł dokrewny, który wydziela hormony odpowiedzialne za regulację homeostazy).

Ta druga grupa dopaminy charakteryzuje się głównie regulacją mechanizmów motorycznych i procesów wewnętrznych organizmu, takich jak temperatura, sen i równowaga.

Długie systemy

Ta ostatnia grupa obejmuje neurony w brzusznym obszarze znacznika (obszar mózgu zlokalizowany w śródmózgowiu), które wysyłają projekcje do trzech głównych obszarów neuronalnych: neostriatum (jądra ogoniaste i skorupy), kory limbicznej i innych struktur limbicznych.

Te komórki dopaminy są odpowiedzialne za wyższe procesy umysłowe, takie jak poznanie, pamięć, nagroda lub nastrój.

Jak widać, dopamina to substancja, którą można znaleźć praktycznie w każdym regionie mózgu i która wykonuje nieskończoną liczbę czynności i funkcji umysłowych.

Z tego powodu prawidłowe funkcjonowanie dopaminy ma kluczowe znaczenie dla dobrego samopoczucia ludzi i istnieje wiele zmian, które są związane z tą substancją.

Zanim jednak przejdziemy do szczegółowego przeglądu działań i implikacji tej substancji, zamierzamy zagłębić się nieco więcej na temat jej działania i jej własnych cech.

Synteza dopaminy

Dopamina jest substancją endogenną dla mózgu i jako taka jest naturalnie wytwarzana przez organizm. Synteza tego neuroprzekaźnika zachodzi w dopaminergicznych zakończeniach nerwowych, w których występuje wysokie stężenie odpowiedzialnych enzymów.

Te enzymy, które promują produkcję serotoniny, to hydroksylaza tyrozyny (TH) i dekarboksylaza aminokwasów aromatycznych (L-DOPA). Zatem funkcjonowanie tych dwóch enzymów mózgowych jest głównym czynnikiem przewidującym produkcję dopaminy.

Enzym L-DOPA wymaga obecności enzymu TH, aby rozwinąć się i dodać do tego ostatniego w celu wytworzenia dopaminy. Ponadto obecność żelaza jest również wymagana do prawidłowego rozwoju neuroprzekaźnika.

Zatem, aby dopamina mogła być wytwarzana i rozprowadzana normalnie przez różne regiony mózgu, niezbędny jest udział różnych substancji, enzymów i peptydów w organizmie.

Mechanizm akcji

Wytwarzanie dopaminy, które wyjaśniliśmy powyżej, nie wyjaśnia działania tej substancji, a jedynie jej wygląd.

Po wytworzeniu dopaminy w mózgu zaczynają pojawiać się neurony dopaminergiczne, ale muszą one zacząć funkcjonować, aby wykonywać swoje czynności.

Jak każda substancja chemiczna, aby dopamina działała, musi komunikować się ze sobą, to znaczy musi być transportowana z jednego neuronu do drugiego. W przeciwnym razie substancja zawsze pozostawałaby nieruchoma i nie wykonywałaby żadnej aktywności mózgu ani nie przeprowadzałaby niezbędnej stymulacji neuronalnej.

Aby dopamina mogła zostać przetransportowana z jednego neuronu do drugiego, konieczna jest obecność specyficznych receptorów, receptorów dopaminy.

Receptory definiuje się jako cząsteczki lub układy molekularne, które mogą selektywnie rozpoznawać ligand i być aktywowane przez sam ligand.

Receptory dopaminy są w stanie odróżnić dopaminę od innych typów neuroprzekaźników i tylko na nią odpowiadać.

Kiedy dopamina jest uwalniana przez jeden neuron, pozostaje w przestrzeni międzysynaptycznej (przestrzeni między neuronami), dopóki receptor dopaminy nie podniesie jej i nie wprowadzi do innego neuronu.

Rodzaje receptorów dopaminy

Istnieją różne typy receptorów dopaminy, każdy z nich ma charakterystykę i określoną funkcję.

Konkretnie można wyróżnić 5 głównych typów: receptory D1, receptory D5, receptory D2, receptory D3 i receptory D4.

Receptory D1 występują najliczniej w ośrodkowym układzie nerwowym i występują głównie w guzku węchowym, w neostriatum, w jądrze półleżącym, w ciele migdałowatym, w jądrze podwzgórza i w istocie czarnej.

Wykazują stosunkowo niskie powinowactwo do dopaminy, a aktywacja tych receptorów prowadzi do aktywacji białek i pobudzenia różnych enzymów.

Receptory D5 są znacznie rzadsze niż D1 i mają bardzo podobne działanie.

Receptory D2 są obecne głównie w hipokampie, w jądrze półleżącym oraz w neostriatum i są sprzężone z białkami G.

Wreszcie receptory D3 i D4 znajdują się głównie w korze mózgowej i są zaangażowane w procesy poznawcze, takie jak pamięć lub uwaga.

Funkcje dopaminy

Cząsteczka dopaminy 2D.

Dopamina jest jedną z najważniejszych substancji chemicznych w mózgu i dlatego pełni wiele funkcji.

Fakt, że jest szeroko rozpowszechniony w obszarach mózgu, oznacza, że ​​ten neuroprzekaźnik nie ogranicza się do wykonywania pojedynczej czynności lub funkcji o podobnych cechach.

W rzeczywistości dopamina uczestniczy w wielu procesach mózgowych i umożliwia wykonywanie bardzo różnorodnych i bardzo różnych czynności. Główne funkcje, które spełnia dopamina to:

Ruch motoryczny

Neurony dopaminergiczne zlokalizowane w najbardziej wewnętrznych obszarach mózgu, czyli w zwojach podstawy mózgu, umożliwiają wytwarzanie ruchów motorycznych u ludzi.

Wydaje się, że receptory D5 są szczególnie zaangażowane w tę aktywność, a dopamina jest kluczowym elementem w osiągnięciu optymalnej funkcji motorycznej.

Fakt, że najbardziej ujawnia tę rolę dopaminy to choroba Parkinsona, patologia, w której brak dopaminy w zwojach podstawy mózgu znacznie upośledza zdolność poruszania się.

Pamięć, uwaga i uczenie się

Dopamina jest również rozprowadzana w regionach neuronalnych, które umożliwiają uczenie się i zapamiętywanie, takich jak hipokamp i kora mózgowa.

Kiedy w tych obszarach wydzielana jest niewystarczająca ilość dopaminy, mogą wystąpić problemy z pamięcią, niezdolność do utrzymania uwagi i trudności w nauce.

Uczucie nagrody

To chyba główna funkcja tej substancji, gdyż wydzielana w układzie limbicznym dopamina pozwala na odczuwanie przyjemności i nagrody.

W ten sposób, gdy wykonujemy przyjemną dla nas czynność, nasz mózg automatycznie uwalnia dopaminę, co pozwala nam odczuwać przyjemność.

Hamowanie produkcji prolaktyny

Dopamina jest odpowiedzialna za hamowanie wydzielania prolaktyny, hormonu peptydowego, który stymuluje produkcję mleka w gruczołach sutkowych oraz syntezę progesteronu w ciałku żółtym.

Funkcja ta jest wykonywana głównie w łukowatym jądrze podwzgórza oraz w przednim przysadce mózgowej.

Regulacja snu

Funkcjonowanie dopaminy w szyszynce pozwala jej dyktować rytm dobowy u ludzi, ponieważ pozwala ona na uwalnianie melatoniny i wywołuje uczucie snu, gdy nie śpi ona przez długi czas.

Ponadto dopamina odgrywa ważną rolę w przetwarzaniu bólu (niski poziom dopaminy wiąże się z bolesnymi objawami) i bierze udział w samoodruchowych aktach nudności.

Modulacja nastroju

Wreszcie dopamina odgrywa ważną rolę w regulacji nastroju, dlatego niski poziom tej substancji wiąże się ze złym nastrojem i depresją.

Patologie związane z dopaminą

Dopamina to substancja, która wykonuje wiele czynności mózgu, więc jej nieprawidłowe działanie może prowadzić do wielu chorób. Najważniejsze z nich to.

Choroba Parkinsona

Jest to patologia najbardziej bezpośrednio związana z funkcjonowaniem dopaminy w obszarach mózgu. W rzeczywistości choroba ta jest głównie spowodowana degeneracyjną utratą neuroprzekaźników dopaminergicznych w zwojach podstawy mózgu.

Spadek dopaminy przekłada się na typowe objawy motoryczne choroby, ale może też powodować inne objawy związane z funkcjonowaniem neuroprzekaźnika, takie jak problemy z pamięcią, uwagą czy depresją.

Główne leczenie farmakologiczne choroby Parkinsona opiera się na zastosowaniu prekursora dopaminy (L-DOPA), który pozwala na nieznaczne zwiększenie ilości dopaminy w mózgu i złagodzenie objawów.

Schizofrenia

Główna hipoteza etiologii schizofrenii opiera się na teorii dopaminergicznej, która stwierdza, że ​​choroba ta jest spowodowana nadaktywnością neuroprzekaźnika dopaminy.

Potwierdzeniem tej hipotezy jest skuteczność leków przeciwpsychotycznych na tę chorobę (hamujących receptory D2) oraz zdolność leków zwiększających aktywność dopaminergiczną, takich jak kokaina czy amfetamina, do generowania psychozy.

Padaczka

Na podstawie różnych obserwacji klinicznych postulowano, że epilepsja może być zespołem niedoczynności dopaminergicznej, tak że deficyt produkcji dopaminy w obszarach mezolimbicznych może prowadzić do tej choroby.

Dane te nie zostały całkowicie przeciwstawione, ale są poparte skutecznością leków wykazujących skuteczne działanie w leczeniu padaczki (leki przeciwdrgawkowe), które zwiększają aktywność receptorów D2.

Nałóg

W tym samym mechanizmie dopaminy, który pozwala na eksperymentowanie z przyjemnością, gratyfikacją i motywacją, podtrzymywane są również podstawy uzależnienia.

Leki, które zapewniają większe uwalnianie dopaminy, takie jak tytoń, kokaina, amfetamina i morfina, to te, które mają największą siłę uzależniającą ze względu na wzrost dopaminy wytwarzanej w obszarach przyjemności i nagrody w mózgu.

Bibliografia

1. Arias-Montaño JA. Modulacja syntezy dopaminy przez receptory presynaptyczne. Rozprawa doktorska, Katedra Fizjologii, Biofizyki i Neuronauki, CINVESTAV, 1990.
2. Feldman RS, Meyer JS, Quenzer LF. Zasady neuropsychofarmakologii. Sunderland, Sinauer, 1997: 277-344.
3. Gobert A, Lejeune F, Rivet JM, Cistarelli L, Millan MJ. Receptory dopaminy D3 (auto) hamują uwalnianie dopaminy w korze czołowej swobodnie poruszających się szczurów in vivo. J Neurochem 1996; 66: 2209-12.
4. Hetey L, Kudrin V, Shemanov A, Rayevsky K, Delssner V. Presynaptic dopaminowe i serotoninowe receptory modulujące aktywność hydroksylazy tyrozyny w synaptosomach jądra półleżącego szczurów. Eur J Pharmacol 1985; 43: 327-30.
5. O'Dowd BF. Struktura receptorów dopaminy. J Neurochem 1993; 60: 804-16.
6. Poewe W. Czy leczenie choroby Parkinsona należy rozpoczynać od agonisty dopaminy? Neurol 1998; 50 (Suppl 6): S19-22.
7. Starr MS. Rola dopaminy w padaczce. Synapse 1996; 22: 159-94.