PROFILPELAJAR.COM

As catecolaminas son moléculas que posúen un núcleo de catecol (ou grupo 1,2-dihidroxibenceno), que consiste nun anel de benceno con dous grupos hidroxilo, e unha cadea lateral amina ^[1]. Entre as catecolaminas inclúense a dopamina, e as hormonas da medula adrenal adrenalina (epinefrina) e noradrenalina (norepinefrina) liberadas en resposta ao estrés.^[2] Derivan do aminoácido tirosina.^[3]

No corpo humano, as catecolaminas máis abundantes son a adrenalina (epinefrina), noradrenalina (norepinefrina) e dopamina, todas elas producidas a partir de fenilalanina e tirosina (e a propia tirosina deriva da fenilalanina). Funcionan como neurotransmisores e hormonas. Varias drogas psicoestimulantes son análogos das catecolaminas.

As catecolaminas son hidrosolubles e poden unirse a proteínas do plasma, polo que poden circular na corrente sanguínea.

A tirosina orixínase a partir da fenilalanina por hidroxilación realizada polo encima fenilalanina hidroxilase, aínda que a tirosina tamén pode ser inxerida directamente formando parte de proteínas dos alimentos. A tirosina chega ás neuronas secretoras de catecolaminas, e nelas, mediante unha serie de reaccións convértese en L-DOPA, dopamina, noradrenalina, e finalmente adrenalina.^[4]

Estrutura

As catecolaminas teñen unha estrutura distintiva formada por un anel bencénico con dous grupos hidroxilo, unha cadea intermedia etilo (de dous carbonos) e un grupo amino terminal. As feniletanolaminas como a noradrenalina teñen un grupo hidroxilo na cadea etilo.

Produción e degradación

Localización

As catecolaminas prodúcenas principalmente as células cromafíns da medula adrenal e as fibras postganglionares do sistema nervioso simpático. A dopamina, que actúa como neurotransmisor no sistema nervioso central, prodúcena principalmente os corpos neuronais en dúas áreas do tronco cerebral: a substancia negra e a área tegmental ventral. A noradrenalina (norepinefrina) prodúcese nos corpos das células pigmentadas de melanina do locus ceruleus e na medula adrenal. A adrenalina (epinefrina) prodúcese no sistema nervioso central e na medula adrenal.

Síntese

A dopamina é a primeira catecolamina sintetizada a partir da DOPA. A noradrenalina e adrenalina derivan de ulteriores modificacións da dopamina. O encima dopamina hidroxilase require cobre como cofactor e a DOPA descarboxilase require fosfato de piridoxal. A reacción limitante da ruta de biosíntese das catecolaminas é a hidroxilación da tirosina.

A síntese de catecolaminas é inhibida pola alfa-metil-p-tirosine (AMPT), a cal inhibe a tirosina hidroxilase.^[5]

Degradación

As catecolaminas teñen unha vida media de poucos minutos cando circulan polo sangue. Poden ser degradadas por metilación por catecol-O-metitransferases (COMT) ou por desaminación por monoamino oxidases (MAO).

As anfetaminas e os inhibidores da monoamino oxidase (MAOIs) únense ás MAO inhibindo a súa acción degradativa de catecolaminas. Esta é a a razón principal pola que os efectos das anfetaminas teñen unha duración media maior cós da cocaína e outras substancias. As anfetaminas non só causan a liberación de dopamina, adrenalina, e noradrenalina no sangue senón tamén suprimen a súa reabsorción.

Funcións

Modulación

As catecolaminas noradrenalina e dopamina, actúan como neuromoduladores no sistema nervioso central e como hormonas na circulación sanguínea. A noradrenalina é un neuromodulador do sistema nervioso simpático periférico pero está tamén presente no sangue (principalmente debido ao derramo dos excedentes liberados nas sinapses do sistema nervioso simpático).

Os niveis altos de catecolaminas no sangue están asociados co estrés, o cal pode ser orixinado por reaccións psicolóxicas ou por estresantes ambientais como os ruídos fortes, luz intensa, ou a hipoglicemia.

Poden aparecer niveis extermadamente altos de catecolaminas (tamén denominados toxicidade das catecolaminas) nos traumas do sistema nervioso central debido á estimulación e/ou dano dos núcleos do tronco cerebral, en concreto os núcleos que afectan ao sistema nervioso simpático.

Tamén poden causar niveis extremadamente altos de catecolaminas os tumores neuroendócrinos na medula adrenal, como o feocromocitoma.

Outra causa de ter niveis altos de catecolaminas pode ser a deficiencia de monoamino oxidase A (MAO-A). A MAO-A é un dos encimas responsables da degradación destes neurotransmisores, así a súa deficiencia incrementa a biodispoñibilidade de catecolaminas considerablemente. Aparece en ausencia de feocromocitoma, tumores neuroendócrinos, e síndrome carcinoide, pero parécese moito á síndrome carcinoide no rubor facial e na agresividade.^[6]^[7]

Efectos

As catecolaminas causan cambios fisiolóxicos xerais que preparan o corpo para a actividade física (resposta de loita ou fuxida). Algúns efectos típicos son: incrementar a frecuencia cardíaca, presión arterial, niveis de glicosa no sangue, e unha reacción xeral do sistema nervioso simpático. Algúns fármacos como o tolcapone (un inhibidor central dos encimas COMT), elevan os niveis de todas as catecolaminas.

Funcións nas plantas

Atopouse a presenza de catecolaminas en 44 familias de plantas, aínda que non se determinaron as súas funcións metabólicas esenciais. Son precursores de certos alcaloides (benzo[c]fenantridinas), que son ingredientes de certos extractos medicinais de plantas, e foron implicadas en funcións protectoras contra os insectos, danos, e na destoxificación do nitróxeno, e na promoción do crecemento dos tecidos vexetais, embrioxénese somática a partir de cultivos celulares e na floración. Nas plantas as catecolaminas inhiben a oxidación do ácido indolacético, potencian a biosíntese do etileno, e aumentan sinerxicamente os efectos das xiberelinas.^[8]

Notas

↑ Fitzgerald, P. A. (2011). "Chapter 11. Adrenal Medulla and Paraganglia". En Gardner, D. G.; Shoback, D. Greenspan’s Basic & Clinical Endocrinology (9th ed.). New York: McGraw-Hill. Consultado o October 26, 2011.
↑ "Catecholamines". Health Library. San Diego: University of California. Arquivado dende o orixinal o 16 de xullo de 2011. Consultado o 08 de marzo de 2012.
↑ Purves, D.; Augustine, G. J.; Fitzpatrick, D.; Hall, W. C.; LaMantia, A. S.; McNamara, J. O.; White, L. E., ed. (2008). Neuroscience (4th ed.). Sinauer Associates. pp. 137–138. ISBN 978-0-87893-697-7.
↑ Joh, T. H.; Hwang, O. (1987). "Dopamine Beta-Hydroxylase: Biochemistry and Molecular Biology". Annals of the New York Academy of Sciences 493: 342–350. PMID 3473965. doi:10.1111/j.1749-6632.1987.tb27217.x.
↑ S. Spector, A. Sjoerdsma, S. Udenfriend. Blockade of endogenous norepinephrine synthesis by α-methyl-tyrosine, an inhibitor of tyrosine hydroxylase. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. January 1965 vol. 147 no. 1 86-95. [1]
↑ Manor, I.; Tyano, S.; Mel, E.; Eisenberg, J.; Bachner-Melman, R.; Kotler, M.; Ebstein, R. P. (2002). "Family-Based and Association Studies of Monoamine Oxidase A and Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD): Preferential Transmission of the Long Promoter-Region Repeat and its Association with Impaired Performance on a Continuous Performance Test (TOVA)". Molecular Psychiatry 7 (6): 626–632. PMID 12140786. doi:10.1038/sj.mp.4001037.
↑ Brunner, H. G. (1996). "MAOA Deficiency and Abnormal Behaviour: Perspectives on an Association". Ciba Foundation Symposium 194: 155–164; discussion 164–167. PMID 8862875.
↑ Kuklin, A. I.; Conger, B. V. (1995). "Catecholamines in Plants". Journal of Plant Growth Regulation 14 (2): 91–97. doi:10.1007/BF00203119.