Synthèse, libération et fonctions des catécholamines

Le les catécholamines (CA) ou les aminohormones sont toutes les substances qui contiennent dans leur structure un groupe catéchol et une chaîne latérale avec un groupe amino. Ils peuvent travailler dans notre corps sous forme d'hormones ou de neurotransmetteurs.

Les catécholamines sont une classe de monoamines synthétisées à partir de la tyrosine. Les principaux sont la dopamine, l'adrénaline et la noradrénaline.

Ils se composent de neurotransmetteurs très importants dans notre corps et exercent de multiples fonctions. Ils participent aux mécanismes neuronaux et endocriniens.

Certaines des fonctions du système nerveux central qui contrôlent sont le mouvement, la cognition, les émotions, l'apprentissage et la mémoire.

Les catécholamines jouent un rôle fondamental dans les réponses au stress. De cette façon, la libération de ces substances augmente lorsque vous ressentez un stress physique ou émotionnel.

Au niveau cellulaire, ces substances modulent l'activité neuronale en ouvrant ou en fermant des canaux ioniques en fonction des récepteurs impliqués (Nicoll et al., 1990).

Les taux de catécholamines peuvent être observés lors de tests sanguins et urinaires. En fait, les catécholamines sont liées à environ 50% des protéines dans le sang.

Les altérations de la neurotransmission des catécholamines semblent expliquer certains troubles neurologiques et neuropsychiatriques. Par exemple, la dépression est associée à de faibles niveaux de ces substances, par opposition à l'anxiété. D'autre part, la dopamine semble jouer un rôle essentiel dans des maladies telles que la maladie de Parkinson et la schizophrénie.

Biosynthèse des catécholamines

Les catécholamines sont dérivées de la tyrosine, un acide aminé qui constitue les protéines. Il peut être dérivé directement de l'alimentation (source exogène) ou synthétisé dans le foie à partir de phénylalanine (source endogène).

La phénylalanine est un acide aminé essentiel pour l'homme. Il est obtenu par le biais de l'alimentation, bien qu'ils soient également présents dans certaines substances psychoactives.

Pour avoir des niveaux adéquats de catécholamines, il est important de consommer des aliments riches en phénylalanine, tels que la viande rouge, les œufs, le poisson, les produits laitiers, les pois chiches, les lentilles, les noix, etc.

On le trouve également dans l'aspartame, un édulcorant largement utilisé dans les boissons gazeuses et les produits diététiques. Quant à la tyrosine, elle se trouve dans le fromage.

Pour que les catécholamines se forment, la tyrosine doit être synthétisée par une hormone appelée tyrosine hydroxylase. Une fois hydroxylée, la L-DOPA (L-3,4-dihydroxyphénylalanine) est obtenue.

Ensuite, le DOPA passe par un processus de décarboxylation à travers l'enzyme DOPA décarboxylase, produisant de la dopamine.

À partir de la dopamine et grâce à la dopamine bêta-hydroxylée, on obtient la noradrénaline (également appelée norépinéphrine).

L'adrénaline se forme dans la moelle des glandes surrénales situées sur les reins. Il provient de la noradrénaline. L'adrénaline apparaît lorsque la noradrénaline est synthétisée par l'enzyme phényléthanolamine N-méthyltransférase (PNMT). Cette enzyme ne se trouve que dans les cellules de la médullosurrénale.

Par contre, l'inhibition de la synthèse des catécholamines est produite par l'action de l'AMPT (alpha méthyl-p-tyrosine). Ceci est responsable de l'inhibition de l'enzyme tyrosine hydroxylase.

Où sont produites les catécholamines?

Comme indiqué, les principales catécholamines proviennent des glandes surrénales. Spécifiquement dans la médullosurrénale de ces glandes. Ils sont produits grâce à des cellules appelées chromaffines. À cet endroit, l’adrénaline est sécrétée à 80% et la noradrénaline dans les 20% restants.

Ces deux substances agissent comme des hormones sympathomimétiques. C'est-à-dire qu'ils simulent les effets de l'hyperactivité dans le système nerveux sympathique. Ainsi, lorsque ces substances sont libérées dans la circulation sanguine, une augmentation de la pression artérielle, une augmentation de la contraction musculaire et une augmentation des taux de glucose sont observées. Ainsi que l'accélération de la fréquence cardiaque et de la respiration.

Pour cette raison, les catécholamines sont essentielles pour préparer les réponses au stress, au combat ou au vol.

La norépinéphrine ou la norépinéphrine est synthétisée et stockée dans les fibres postganglionnaires des nerfs sympathiques périphériques. Cette substance est également produite dans les cellules du locus coeruleus, dans une cellule appelée A6.

Ces neurones se projettent sur l'hippocampe, l'amygdale, le thalamus et le cortex; constituant la voie norepinephrinegique dorsale. Cette voie semble être impliquée dans des fonctions cognitives telles que l'attention et la mémoire.

La voie ventrale, qui se connecte à l'hypothalamus, semble participer aux fonctions végétatives, neuroendocrines et autonomes.

Par ailleurs, la dopamine peut également provenir de la médullosurrénale et des nerfs sympathiques périphériques. Cependant, il fonctionne principalement comme neurotransmetteur du système nerveux central. De cette façon, il se produit principalement dans deux zones du tronc cérébral: la substantia nigra et la zone tegmentale ventrale.

Plus précisément, les principaux groupes de cellules dopaminergiques se trouvent dans la région ventrale du cerveau moyen, une zone appelée «groupe de cellules A9».Cette zone comprend la substance noire. Ils sont également situés dans le groupe de cellules A10 (zone tegmentale ventrale).

Les neurones A9 projettent leurs fibres sur le noyau caudé et le putamen, formant la voie nigrostriatale. Ceci est fondamental pour le contrôle moteur.

Alors que les neurones de la zone A10 traversent le noyau d’accumbens, l’amygdale et le cortex préfrontal, ils forment la voie mésocorticolimbique. Ceci est essentiel dans la motivation, les émotions et la formation des souvenirs.

En outre, il existe un autre groupe de cellules dopaminergiques dans une partie de l'hypothalamus, qui se connecte à la glande pituitaire pour exercer des fonctions hormonales.

Il existe également d'autres noyaux dans la région du tronc cérébral associés à l'adrénaline, tels que la zone postrema et le tractus solitaire. Cependant, pour libérer de l'adrénaline dans le sang, la présence d'un autre neurotransmetteur, l'acétylcholine, est nécessaire.

Libération de catécholamines

Pour la libération des catécholamines, la libération préalable d'acétylcholine est nécessaire. Cette libération peut se produire, par exemple, lorsque nous détectons un danger. L'acétylcholine fournit la médullosurrénale et produit une série d'événements cellulaires

Le résultat est la sécrétion de catécholamines dans l'espace extracellulaire par un processus appelé exocytose.

Comment agissent-ils dans le corps?

Il existe une série de récepteurs répartis dans le corps, appelés récepteurs adrénergiques. Ces récepteurs sont activés par les catécholamines et sont responsables d'une grande variété de fonctions.

Habituellement, lorsque la dopamine, l'adrénaline ou la noradrénaline se lient à ces récepteurs; une réaction de fuite ou de combat se produit. Ainsi, augmente la fréquence cardiaque, la tension musculaire et apparaît une dilatation des pupilles. Ils influencent également le système gastro-intestinal.

Il est important de noter que les catécholamines présentes dans le sang qui libèrent la médullosurrénale exercent leurs effets sur les tissus périphériques, mais pas dans le cerveau. C'est parce que le système nerveux est séparé par la barrière hémato-encéphalique.

Il existe également des récepteurs spécifiques à la dopamine, qui sont de 5 types. Celles-ci se trouvent dans le système nerveux, en particulier dans l'hippocampe, le noyau des accumbens, le cortex cérébral, l'amygdale et la substance noire.

Fonctions

Les catécholamines peuvent moduler des fonctions très diverses de l'organisme. Comme mentionné ci-dessus, ils peuvent circuler dans le sang ou exercer différents effets sur le cerveau (comme les neurotransmetteurs).

Ensuite, vous pouvez en apprendre davantage sur les fonctions auxquelles participent les catécholamines:

Fonctions cardiaques

Grâce à une augmentation des taux d’adrénaline (principalement), la force contractile du cœur augmente. En outre, la fréquence des battements augmente. Cela provoque une augmentation de l'apport d'oxygène.

Fonctions vasculaires

En général, une augmentation des catécholamines provoque une vasoconstriction, c'est-à-dire une contraction des vaisseaux sanguins. La conséquence est une augmentation de la pression artérielle.

Fonctions gastro-intestinales

L'adrénaline semble réduire la motilité et les sécrétions gastriques et intestinales. Ainsi que la contraction des sphincters. Les récepteurs adrénergiques impliqués dans ces fonctions sont a1, a2 et b2.

Fonctions urinaires

L'adrénaline détend le muscle détrusor de la vessie (pour que plus d'urine puisse être stockée). Dans le même temps, il contracte le trigone et le sphincter pour permettre la rétention urinaire.

Cependant, des doses modérées de dopamine augmentent le flux sanguin vers les reins, exerçant un effet diurétique.

Fonctions oculaires

L'augmentation des catécholamines provoque également une dilatation des pupilles (mydriase). En plus d'une diminution de la pression intraoculaire.

Fonctions respiratoires

Les catécholamines semblent augmenter la fréquence respiratoire. En outre, il a des effets relaxants bronchiques puissants. Ainsi, il diminue les sécrétions bronchiques exerçant une action bronchodilatatrice.

Fonctions dans le système nerveux central

Dans le système nerveux, la noradrénaline et la dopamine augmentent la vigilance, l'attention, la concentration et le traitement du stimulus.

Cela nous permet de réagir plus rapidement aux stimuli et d'apprendre et de mieux nous souvenir. Ils interviennent également dans les sensations de plaisir et de récompense. Cependant, des niveaux élevés de ces substances ont été associés à des problèmes d'anxiété.

Alors que de faibles niveaux de dopamine semblent influencer l'apparition d'altérations de l'attention, de difficultés d'apprentissage et de dépression.

Fonctions du moteur

La dopamine est la principale catécholamine impliquée dans la médiation du contrôle des mouvements. Les zones responsables sont la substance noire et les noyaux gris centraux (en particulier le noyau caudé).

En fait, il a été démontré que l'absence de dopamine dans les noyaux gris centraux est à l'origine de la maladie de Parkinson.

Le stress

Les catécholamines sont très importantes dans la régulation du stress. Les niveaux de ces substances sont augmentés pour préparer notre corps à réagir aux stimuli potentiellement dangereux. Voici comment les réponses au combat ou au vol apparaissent.

Actions sur le système immunitaire

Il a été démontré que le stress influe sur le système immunitaire, étant principalement dû à l'adrénaline et à la noradrénaline. Lorsque nous sommes exposés au stress, la glande surrénale libère de l'adrénaline, tandis que la noradrénaline est sécrétée dans le système nerveux. Cela innervera les organes impliqués dans le système immunitaire.

Une augmentation très prolongée des catécholamines produit un stress chronique et un affaiblissement du système immunitaire.

Analyse des catécholamines dans l'urine et le sang

L'organisme décompose les catécholamines et les excrète à travers l'urine. Par conséquent, une analyse d'urine permet d'observer la quantité de catécholamines sécrétées sur une période de 24 heures. Ce test peut également être effectué par une analyse de sang.

Ce test est généralement effectué pour diagnostiquer des tumeurs dans les glandes surrénales (phéochromocytome). Une tumeur dans cette zone entraînerait la libération d'un trop grand nombre de catécholamines. Ce qui serait reflété dans des symptômes tels que l'hypertension, la transpiration excessive, les maux de tête, les tachycardies et les tremblements.

Des niveaux élevés de catécholamines dans l'urine peuvent également manifester tout type de stress excessif, comme des infections dans tout le corps, des chirurgies ou des lésions traumatiques.

Bien que ces niveaux puissent être modifiés si des médicaments ont été pris pour la tension artérielle, les antidépresseurs, les médicaments ou la caféine. En outre, avoir passé du froid peut augmenter les niveaux de catécholamines dans l'analyse.

Cependant, des valeurs faibles peuvent indiquer un diabète ou des altérations de l'activité du système nerveux.

Références

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