Что такое катехоламины. И как влияют они на поведение и способности человека

Катехоламины – физиологически активные вещества, которые могут быть представлены и как медиаторы, и как гормоны. Они очень важны в управлении и молекулярном взаимодействии между клетками в организме человека и животных. Катехоламины производятся методом синтеза в надпочечниках, точнее, в их мозговом веществе.

Вся высшая деятельность человека, связанная с функционированием и деятельностью нервных клеток, осуществляется с помощью этих веществ, так как нейроны используют их в качестве посредников (нейромедиаторов), передающих нервный импульс. Не только физическая, но и умственная выносливость, зависят от обмена катехоламина в организме. Например, от качества обменных процессов этих веществ зависит не только скорость мышления, но и его качество.

От того, насколько активно синтезируется и используется катехоламин в организме, зависит настроение человека, скорость и качество запоминания, реакция агрессии, эмоции и общий энергетический тонус организма. Также катехоламины запускают процессы окисления и восстановления в организме (углеводов, белков и жиров), при которых освобождается энергия, необходимая для питания нервных клеток.

В достаточно больших количествах катехоламины содержаться у детей. Именно поэтому, они более подвижны, эмоционально насыщенны и обучаемы. Однако, с возрастом их количество значительно снижается, что связано с уменьшением синтеза катехоламинов как в центральной нервной системе, так и в периферической. С этим связано замедление мыслительных процессов, ухудшение памяти и понижение настроения.

Сейчас катехоламины включают в себя четыре вещества, три из которых приходятся нейромедиаторами мозга. Первое вещество является гормоном, но не медиатором и называется — серотонин. Содержится в тромбоцитах. Синтез и хранение этого вещества происходит в клеточных структурах желудочно-кишечного тракта. Именно оттуда он транспортируется в кровь и далее, под его контролем, происходит синтезирование биологически активных веществ.

Если его показатели в крови повышены в 5 – 10 раз, то это может свидетельствовать об образованиях опухолей лёгких, кишечника или желудка. При этом в анализе мочи, будут значительно повышены показатели продуктов распада серотонина. После хирургического вмешательства и устранения опухоли, эти показатели в плазме крови и моче, приходят в норму. Их дальнейшее исследование помогает исключить возможный рецидив или образование метастаз.

Менее возможные причины возрастания концентрации серотонина в крови и моче – острый инфаркт миокарда, рак щитовидной железы, острая кишечная непроходимость и др. Также возможно и снижение концентрации серотонина, что свидетельствует о синдроме Дауна, лейкозе, гиповитаминозе В6 и др.

Дофамин — второй гормон из группы катехоламинов. Нейромедиатор мозга, синтезирующийся в специальных нейронах мозга, которые несут ответственность за регуляцию его основных функций. Он стимулирует выброс крови из сердца, улучшает поток крови, расширяет сосуды и пр. С помощью дофамина повышается содержание глюкозы в крови человека, за счёт того, что он предотвращает её утилизацию, одновременно стимулируя процесс распада гликогена.

Немаловажной является регулятивная функция в образовании гормона роста человека. Если при анализе мочи наблюдается повышенное содержание дофамина, то это может указывать на наличие гормонально-активной опухоли в организме. Если же показатели понижены, то нарушается двигательная функция организма (синдром Паркинсона).

Не менее важным гормоном, является — норадреналин. В организме человека он является и нейромедиатором. Синтезируется клетками надпочечников, окончаниями синоптической нервной системы и клетками ЦНС из дофамина. Его количество в крови увеличивается в состоянии стресса, больших физ. нагрузок, при кровотечениях и пр. ситуациях, требующих немедленного реагирования и адаптации к новым условиям.

Он обладает сосудосуживающим эффектом и главным образом влияет на интенсивность (скорость, объём) потока крови. Очень часто этот гормон связывают с яростью, так как при его выбросе в кровь возникает реакция агрессии и повышается мышечная сила. Лицо агрессивно настроенного человека краснеет именно благодаря выбросу норадреналина.

Адреналин – очень важный нейромедиатор организма. Основной гормон, содержащийся в надпочечниках (их мозговом веществе) и синтезирующийся там же из норадреналина.

Связан с реакцией страха, так как при резком испуге его концентрация резко увеличивается. Вследствие этого, учащается частота сердечного ритма, увеличивается артериальное давление, увеличивается коронарный поток крови, повышается концентрация глюкозы.

Также вызывает сужение сосудов кожи, слизистых и органов брюшной полости. При этом лицо человека может заметно побледнеть. Адреналин повышает выносливость человека, находящегося в состоянии волнения или страха. Это вещество как важный допинг для организма и поэтому, чем больше его количество в надпочечниках, тем человек активнее физически и умственно.

Исследование уровня катехоламинов

В настоящее время, результат исследования на катехоламины, является важным показателем наличия опухолей или других серьёзных заболеваний организма. Для исследования концентрации катехоламинов в организме человека используют два основных метода:

Катехоламины в плазме крови. Данный метод исследования является наименее популярным, так как удаление этих гормонов из крови происходит мгновенно, и точное исследование возможно только при её заборе в момент острых осложнений (например, гипертонический криз). Вследствие чего, на практике осуществить такое исследование крайне сложно.
Анализ мочи на катехоламины. В анализе мочи, исследуют 2, 3 и 4 гормоны в нашем списке, представленном ранее. Как правило, исследуется суточная моча, а не разовая сдача, так как в течение одних суток человек может быть подвержен возникновению стрессовых ситуаций, усталости, жаре, холоду, физ. нагрузкам и т. д., что провоцирует выброс гормонов и способствует получению более подробной информации.В исследование входит не только определение уровня катехоламинов, но и их метаболитов, что значительно повышает точность результатов. Следует серьёзно относиться к данному исследованию и исключить все факторы, искажающие результаты (кофеин, адреналин, физические нагрузки и стресс, этанол, никотин, различные лекарственные препараты, шоколад, бананы, молочные продукты).

На данные результатов исследования способны влиять многие внешние факторы. Поэтому в комплексе с анализами важное место занимают физическое и эмоциональное состояние больного, какие лекарственные средства он принимает и что употребляет в пищу. При устранении нежелательных факторов исследование повторяют, с целью точности диагноза.

Хоть и анализы на концентрацию катехоламинов в организме человека могут помочь в обнаружении опухоли, но показать точное место возникновения и её характер (доброкачественная или злокачественная) они, к сожалению, неспособны. Также они не показывают количество образовавшихся опухолей.

Катехоламины – незаменимые вещества для нашего организма. Благодаря их наличию, мы можем справляться со стрессами, физическими перегрузками, повышать свою физическую, умственную и эмоциональную активность. Их показатели всегда предупредят нас об опасных опухолях или заболеваниях. В ответ необходимо лишь уделять им достаточно внимания и своевременно и ответственно исследовать их концентрацию в организме.

КАТЕХОЛАМИНЫ (устар. син.: пирокатехинамины, фенилэтиламины ) - физиологически активные вещества, относящиеся к биогенным моноаминам; являются медиаторами (норадреналин, дофамин) и гормонами (адреналин, норадреналин) симпатоадреналовой, или адренергической, системы. Симпато-адреналовая система (см.), гуморальными агентами к-рой являются К.,- важное звено адаптационноприспособительных механизмов; она состоит из нервного отдела (центральная и периферическая нервная система) и гормонального - мозговое вещество надпочечников и другие скопления хромаффинных клеток.

Высокой физиол, активностью обладают следующие К.: адреналин (см.), норадреналин (см.) и дофамин. К. синтезируются животными и некоторыми растительными организмами; они содержатся в некоторых овощах и фруктах (бананы, апельсины) .

Общая направленность влияния К. состоит в мобилизации систем организма для обеспечения его активной деятельности при стрессовых ситуациях. Через К. осуществляется регуляция общих и локальных физиол, реакций, направленных на сохранение гомеостаза организма и адаптацию его к изменяющимся условиям окружающей и внутренней среды (см. Гомеостаз). Нарушение обмена К. или неадекватная их секреция могут быть одним из патогенетических механизмов в развитии некоторых заболеваний.

В 1895-1896 гг. Оливер, Шефер (G. Oliver, E. A. Schafer) и Цибульский (N. Cybulski) установили, что экстракт мозгового вещества надпочечника, введенный в кровь животному, повышает у него АД. В дальнейшем вещество, оказывающее такое действие, было идентифицировано как гормон мозгового вещества надпочечника - адреналин. О. Леви (1921) и У. Кенноном (1927) было установлено, что при раздражении симпатических нервов разных органов выделяются адреналиноподобные вещества. У. Эйлер и его сотр. (40- 50-е гг. 20 в.) идентифицировали это вещество как медиатор симпатической нервной системы - норадреналин. Наконец, в 50-60-х гг. 20 в. было установлено существование дофаминергических нейронов и доказана для них медиаторная роль дофамина.

Дофамин

Дофамин (3-окситирамин, или 1-3,4-диоксифенилэтиламин) - медиатор симпатоадреналовой системы, один из передатчиков возбуждения в синапсах ц. н. с., в частности в базальных ганглиях; хим. предшественник норадреналина и адреналина в цепи их синтеза. Дофамин содержится в хромаффинных клетках тканей высших животных и человека: в надпочечниках его содержится до 2% от всех К., в нервной ткани - ок. 50%, в легких, печени, кишечнике - более 95%; дофамин содержится также в каротидном теле, в дофаминергических нейронах ц. н. с., проходящих в черной субстанции, в ножках мозга и в гипоталамусе. Содержание дофамина в мозговой ткани стабильно, период его полураспада ок. 2 час. Наибольшее количество дофамина и высокая концентрация ферментов его синтеза и инактивации обнаружены в ядрах полосатого тела, базальных ганглиях, черной субстанции, в хвостатом ядре, бледном шаре.

Методы определения

В связи с тем, что содержание в крови К. быстро изменяется, а также из-за методических трудностей определения концентрации К. в крови секреторную активность симпатоадреналовой системы в клин, условиях определяли обычно путем выявления экскреции с мочой свободных К. и их предшественника - ДОФА, а также метаболитов К.- ванилилминдальной и гомованилиновой к-т. Для оценки процессов обмена К. определяют величину активности ферментов синтеза и метаболизма К. в крови, форменных элементах крови и тканях.

Методы определения К. находят применение в диагностике опухолей хромаффинной (феохромоцитома) и симпатической нервной тканей (симпатобластома, нейробластома, ганглионеврома), в дифференциальной диагностике артериальных гипертензий, при углубленном изучении нейрогуморальной регуляции у больных психическими болезнями с аффективными расстройствами (шизофрения, маниакально-депрессивный психоз), при контроле за эффектом гипотензивных, антидепрессивных препаратов, различных способов обезболивания, при изучении патогенетических механизмов заболеваний, сопровождающихся сосудистыми расстройствами, аллергическими проявлениями, болевым синдромом.

Определение катехоламинов в биологических жидкостях. Биол, методы, основанные на определении влияния К. на тонус гладких мышц разных органов или на уровень АД животного, применяются мало.

Колориметрические методы (см. Колориметрия) основаны либо на измерении окраски продуктов окисления К., либо окраски арсеномолибденовой к-ты, восстановленной адреналином в определенных условиях. Предварительная обработка щелочью р-ра адреналина значительно увеличивает интенсивность окраски, в отличие от р-ра норадреналина и других, близких по строению веществ. Колориметрический метод недостаточно специфичен, поскольку способностью восстанавливать арсеномолибденовую к-ту обладают, помимо К., многие вещества, напр, витамин К, пирокатехин и др. Б. Н. Манухин (1964) предложил вариант колориметрического метода, отличающийся предварительным дифференцированным окислением адреналина и норадреналина окисью магния при различных значениях pH в соответствующие адренохромы. При последующем добавлении серной к-ты образуются лейкооксоадренохромы, которые лучше, чем исходные К., восстанавливают арсеномолибденовую к-ту. С известными оговорками колориметрические методы находят применение при функц, пробах, для регистрации происходящих при этом изменений, хотя абсолютную величину содержания К. в крови они установить не позволяют.

Наиболее широкое распространение получили флюориметрические методы определения (см. Флюориметрия). Первый вариант этих методов - триоксииндоловый - основан на превращении адреналина и норадреналина в флюоресцирующие продукты - адренолютин и норадренолютин. Второй вариант основан на образовании флюоресцирующих продуктов конденсации К. с эти-лендиамином. В СССР в качестве унифицированного метода определения К. с начала 70-х гг. 20 в. принят триоксииндоловый метод в модификациях В. В. Меньшикова (определение свободных адреналина и норадреналина в моче, 1961), Э. Ш. Матлиной и др. (определение адреналина, норадреналина, дофамина и ДО ФА в одной порции мочи, 1965). Эти методы применяются для определения содержания К. и в тканях. Используется также метод В. О. Осинской (1957) для определения К. в тканях, в модификации А. М. Бару (1962) - для определения содержания К. в моче. При клин, применении этих методов следует иметь в виду возможность интерференции ряда лекарственных веществ: хинидина, полициклических антибиотиков, альфа-метил-ДОФА.

Гистохимические методы определения в тканях К. и некоторых других биогенных аминов (серотонин) специфичны и обладают высокой чувствительностью. Эти методы широко используются в нормальной и патол, морфологии для изучения адренергической иннервации органов и распределения биогенных аминов в нервных центрах. В основе гистохим, методов лежит способность моноаминов образовывать с формальдегидом соединения (флюорофоры), обладающие активной люминесценцией (см.). Хим. реакция образования флюорофоров протекает в две стадии: 1) конденсация боковой цепи моноаминов с формальдегидом в цикл (реакция Пикте-Шпенглера); 2) дегидрогенизация цикла с образованием люминесцирующих продуктов. К. на этом этапе образуют 3-4-дегидрохинолины, а серотонин - 3-4-дегидро-бета-карболины.

Общеприняты два варианта метода выявления биогенных аминов.

При одном варианте используется параформ (так наз. газообразный формальдегид); другой вариант основан на применении водных р-ров формальдегида. Использование параформа дает хорошие результаты. Кусочки ткани быстро извлекают, замораживают, подвергают лиофильной сушке, затем обрабатывают параформом при высокой температуре и определенной влажности в течение 1-3 час. Этот метод был впоследствии упрощен: высушивание ткани было заменено подсушиванием свежеприготовленных криостатных срезов в эксикаторе над пятиокисью фосфора, что сократило продолжительность лиофильной сушки и даже полностью исключило ее. Второй вариант метода основан на способности моноаминов образовывать люминесцирующие соединения при обработке тканей водным р-ром формальдегида - так наз. водный метод выявления моноаминов, подробно разработанный А. В. Сахаровой и Д. А. Сахаровым (1968). Для предотвращения диффузии моноаминов используются холодные р-ры формальдегида (t° 0-4°). Концентрация формальдегида может варьировать от 1 до 10%. Можно обрабатывать кусочки ткани и криостатные срезы; высушивают их на воздухе или в сушильном шкафу при t° 40-60° в течение 1-3 час. Одновременно для ускорения реакции срезы прогревают в течение трех-пяти минут при t° 100°. Затем срезы заключают в нелюминесцирующее иммерсионное масло и исследуют в люминесцентном микроскопе. Катехоламины обладают зеленым свечением, а серотонин дает желтую люминесценцию.

Количественная флюориметрия моноаминов в тканях затруднена в связи с тем, что при высокой концентрации их нарушается линейная зависимость между содержанием моно-аминов и интенсивностью их свечения («эффект гашения»). Поэтому широко применяются полуколичественные методы. Они заключаются в визуальной оценке интенсивности свечения и в подсчете количества светящихся структур. При небольшой концентрации моноаминов можно успешно применять флюориметрию и фотометрию (см.), несколько видоизменив при этом обработку материала. В. А. Грантынь и В. С. Чеснин (1972) упростили метод А. В. Сахаровой и Д. А. Сахарова; криостатные срезы они монтировали на покровные стекла и обрабатывали 10% р-ром формалина, приготовленным на р-ре Рингера-Локка (pH-7,4). Затем срезы сушили в эксикаторе над фосфорным ангидридом в течение 45 мин. при t° 40°, заключали в нелюминесцирующее иммерсионное масло и исследовали в люминесцентном микроскопе МЛ-4 с последующей фотосъемкой в стандартных условиях. Пленки фотометрировали на микрофотометре МФ-2 с измерением интенсивности фона и светящихся клеток.

Таблица 1. СОДЕРЖАНИЕ КАТЕХОЛАМИНОВ У ЧЕЛОВЕКА В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ

Название, химическое строение			Заболевания, при которых наблюдается изменение экскреции катехоламинов с мочой
Название, химическое строение	в тканях (мкг/г)	в биологических жидкостях	Повышение катехоламинов	Понижение катехоламинов
Адреналин 1-1-3,4-диоксифенил-2-метиламино-этанол	В надпочечниках* у взрослого - 1260, у ребенка до 7 0 дней - 2	В крови - 0,13 мкг/л; в моче - 1 - 15 мкг за 24 часа	Феохромоцитома (в 10-100 раз), симпатобластома (в 2 - 10 раз), гипертоническая болезнь (I стадия), гипертензивная форма вегетососудистой дистонии, почечная гипертензия, гипертонические кризы, черепно-мозговая и другие травмы, маниакально-депрессивный психоз (маниакальная стадия), инфаркт миокарда (острый период), невралгии	Почечная недостаточность, маниакально-депрессивный психоз (депрессивная стадия), миастения, Миопатия, стриарный синдром, гиперкинезы, мигрень (предприступный период)
Норадреналин 1-1-3,4-диоксифенил-2-аминоэтанол	В надпочечниках* у взрослого -214, у ребенка до 70 дней - 30; в гипоталамусе и продолговатом мозге - 0,7-1,5; в других отделах ц.н.с.- 0,1-0,3; в семявыносящем протоке - 10; в других тканях -0,1 - 1	В крови - 0,4 мкг/л; в моче 6 - 40 мкг за 24 часа	Феохромоцитома (в 10-100 раз), симпатобластома (в 2-10 раз), гипертоническая болезнь (I стадия), гипертензивная форма вегетососудистой дистонии, почечная гипертензия, черепномозговая и другие травмы, маниакально-депрессивный психоз (маниакальная стадия), инфаркт миокарда (острый период), хронический алкоголизм	Почечная недостаточность, маниакально-депрессивный психоз (депрессивная стадия), миастения
Дофамин 1-1-3,4-диоксифенилэтиламин	В надпочечниках* у взрослого - меньше. 1; в базальных ганглиях и черной субстанции - 5- 10; в других отделах ц.н.с.- 0-0,2	В крови свободный дофамин** не обнаружен, связанный - 0,2 - 3,2 нг/мл; в моче: свободный дофамин- 75-200 мкг за 24 часа, связанный - 20-300 мкг за 24 часа	Симпатобластома (в 2-10 раз), стриарный синдром, гиперкинезы, склеротическая стадия гипертонической болезни	Паркинсонизм (в 2 - 3 раза)
* Средние данные, полученные флюориметрическими методами. ** Данные, полученные радио иммунологическим энзимным методом [по Буу и Кухелю (N. Т. Buu, О. Kuchel)].

Таблица 2. АДРЕНЕРГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В НЕКОТОРЫХ ОРГАНАХ, СИСТЕМАХ И ВИДАХ ОБМЕНА [по Ариенсу (E. J. Ariens) с соавт., 1964]

Системы, органы, виды обмена веществ	Действие катехоламинов
Системы, органы, виды обмена веществ	на альфа-адренорецецторы	на бета-адренорецепторы
	Эктопическое возбуждение миокарда	Повышение частоты и силы сердечных сокращений
Сосуды мышц	Слабое снижение скорости кровотока, сужение сосудов	Сильное повышение скорости кровотока, расширение сосудов
Сосуды мозга	Уменьшение скорости кровотока, сужение сосудов	Повышение скорости кровотока, расширение сосудов
Сосуды брюшной полости		Незначительное повышение скорости кровотока
Сосуды почек	Значительное уменьшение скорости кровотока	Нет эффекта
Сосуды кожи	Значительное уменьшение скорости кровотока, сужение сосудов	Незначительное повышение скорости кровотока
Селезенка	Сокращение селезенки	Нет эффекта
	Нет эффекта	Расширение бронхов (бета2-адренорецепторы)
Кишечник	Расслабление гладких мышц	Расслабление гладких мышц
	Возбуждение сокращения миометрия	Угнетение сокращения миометрия
Расширитель зрачка	Сокращение (мидриаз)	Нет эффекта
Углеводный обмен	Гипергликемия (гликогенолиз в печени)	Гиперлакцидемия (гликогенолиз в мышце)
Жировой обмен	Мобилизация жира	Нет эффекта

Библиография: Авакян О. М. Симпато-адреналовая система, Л., 1977, библиогр.; Андреев е. В. и Кобкова И. Д. Роль катехоламинов в здоровом и больном организме, М., 1970, библиогр.; Биогенные амины в клинике, под ред. В. В. Меньшикова, М., 1970, библиогр.; Гайер Г. Электронная гистохимия, пер. с нем., М., 1974, библиогр.; Говырин В. А. Трофическая функция симпатических нервов сердца и скелетных мышц, Л., 1967, библиогр.; Дофамин (Биология, физиология, фармакология, патология), под ред. В. В. Меньшикова, М., 1969; Кометиани П. А. О механизмах действия циклической аденозинмонофосфорной кислоты, Тбилиси, 1974, библиогр,; Комиссаров И. В. Элементы теории рецепторов в молекулярной фармакологии, М., 1969, библиогр.; Манухин Б. Н. Физиология адренорецепторов, М., 1968, библиогр.; Матлина Э. Ш. и Меньшиков В. В. Клиническая биохимия катехоламинов, М., 1967, библиогр.; Меньшиков В.В. Методы клинической биохимии гормонов и медиаторов, ч. 2, М., 1974, библиогр.; Милославский Я. М., Меньшиков В. В. и Большакова Т. Д. Надпочечники и артериальная гипертония, с. 10, 110, М., 1971; Сахарова А. В. и Сахаров Д. А. Люминесценция биогенных моноаминов на срезах нервной ткани, фиксированной водным формальдегидом, Цитология, т. 10, № 3, с. 389, 1968, библиогр.; они же, Дальнейшая разработка простого «водного» метода выявления клеточных моно-аминов, там же, № 11, с. 1460; Ц ы-бульский Н. О функции надпочечной железы, Воен.-мед. журн., ч. 186, май, разд. 1, с. 162, 1896; Axelrod J. Catecholamines and hypertension, Clin. Sci. molec. Med., v. 51, suppl. 3, p. 415S, 1976; B u u N. T. а. K u c h e 1 O. A new method for the hydrolysis. of conjugated catecholamines, J. Lab. clin. Med., v. 90, p. 680, 1977, bibliogr.; Catecholamines and stress, ed. by E. Usdin a. o., Oxford a. o., 1976; Dopamine in cardiac failure and shock, Brit. med. J., v. 2, p. 1563, 1977; F a n g e R. a. Hanson A. Comparative pharmacology of catecholamines, в кн.: Int. encycl. pharmacol. ther., ed. by M. Y. Mikhelson, v. 1, p. 391, Oxford, 1973; Frontiers in catecholamine research, ed. by E. Usdin a. S. H. Snyder, N. Y. a. o., 1973; Fundamentals of biochemical pharmacology, ed. by Z. M. Bacq a. o,p. 253, Oxford a. o., 1971, bibliogr.; F u x e K. a. Jonsson G. Histochemical fluorescence method for the demonstration of catechol amines, J. Histochem. Cytochem., v. 21, p. 293, 1973; Handbook physiology, Sec. 7 - Endocrinology, ed. by H. Blaschko a, o., v. 6, p. 447, Baltimore, 1975, bibliogr.; Iversen L. L. Metabolism of catechol amines, Handbook neurOchem., ed. by A. Lajtha, v. 4, p. 197, N. Y.-L., 1970, bibliogr.; Molecular pharmacology, ed. by E. J. Апёпв, v. 1, p. 119, 394, N. Y.-L., 1964, bibliogr.; Oliver G. a. Schafer E. A. The physiological effects of extracts of the suprarenal capsules, J. Physiol. (Lond.), v. 18, p. 230, 1895-1896.

Б. H. Манухин, В. В. Меньшиков, Т. Д. Большакова; Т. Б. Журавлева (пат. ан.).

Лишь очень небольшая часть адреналина (менее 5%) выделяется с мочой. Катехоламины быстро

Рис. 49.2. Схема биосинтеза катехоламинов. ТГ-тирозингидроксилаза; ДД-ДОФА-декарбоксилаза; ФNMT - фенилтганоламин-ГМ-метилтрансфераза; ДБГ-дофамин-Р-гидроксилаза; АТР-аденозинтрифосфат. Биосинтез катехоламинов происходит в цитоплазме и в различных гранулах клеток мозгового слоя надпочечников. В одних гранулах содержится адреналин (А), в других-норадреналин (НА), а в некоторых - оба гормона. При стимуляции все содержимое гранул высвобождается во внеклеточную жидкость (ВКЖ).

метаболизируются под действием катехол-О-метилтрансферазы и моноаминоксидазы с образованием неактивных О-метилированных и дезаминированных продуктов (рис. 49.3). Большинство катехоламинов служат субстратами для обоих названных ферментов, причем реакции эти могут происходить в любой последовательности.

Катехол-О-метилтрансфераза (КОМТ) - цитозольный фермент, обнаруживаемый во многих тканях. Он катализирует присоединение метильной группы обычно по третьему положению (метаположение) бензольного кольца различных катехоламинов. Реакция требует присутствия двухвалентного катиона и S-аденозилметионина в качестве донора метильной группы. В результате этой реакции в зависимости от использованного субстрата образуются гомованилиновая кислота, норметанефрин и метанефрин.

Моноаминоксидаза (МАО) - оксидоредуктаза, дезаминирующая моноамины. Она обнаружена во многих тканях, но в наибольших концентрациях - в печени, желудке, почках и кишечнике. Описаны по крайней мере два изофермента МАО: МАО-А нервной ткани, дезаминирующая серотонин, адреналин и норадреналин, и МАО-В других (не нервных) тканей, наиболее активная в отношении -фенилэтиламина и бензиламина. Дофамин и тирамин метаболизируются обеими формами. Интенсивно исследуется вопрос о связи между аффективными расстройствами и повышением или понижением активности этих изоферментов. Ингибиторы МАО нашли применение при лечении гипертонии и депрессии, однако способность этих соединений вступать в опасные для организма реакции с содержащимися в пище и лекарственных препаратах симпатомиметическими аминами снижает их ценность.

О-Метоксилированные производные подвергаются дальнейшей модификации путем образования конъюгатов с глюкуроновой или серной кислотой.

Катехоламины образуют множество метаболитов. Два класса таких метаболитов используются в диагностике, поскольку присутствуют в моче в легко измеримых количествах. Метанефрины представляют собой метоксипроизводные адреналина и норадреналина; О-метилированным дезаминированным продуктом адреналина и норадреналина является З-метокси-4-гндроксиминдальная кислота (называемая также ванилилминдальной кислотой, ВМК) (рис. 49.3). При феохромоцитоме концентрация матанефринов или ВМК в моче оказывается повышенной более чем у 95% больных. Диагностические тесты, основанные на определении этих матаболитов, отличаются высокой точностью, особенно когда их используют в сочетании с определением катехоламинов в моче или плазме.

Гормоны надпочечников адреналин и норадреналин под общим названием катехоламины представляют собой производные аминокислоты тирозина.

Роль адреналина является гормональной, норадреналин преимущественно является нейромедиатором.

Синтез

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

Реакции синтеза катехоламинов

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 может изменяться в зависимости от концентрации соответствующего лиганда.

Например, в жировой ткани при низких концентрациях адреналина более активны α 2 -адренорецепторы, при повышенных концентрациях (стресс) – стимулируются β 1 -, β 2 -, β 3 -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 α 1 -адренорецепторов .

Аденилатциклазный механизм

при задействовании α 2 -адренорецепторов аденилатциклаза ингибируется,
при задействовании β 1 - и β 2 -адренорецепторов аденилатциклаза активируется.

Мишени и эффекты

α1-Адренорецепторы

При возбуждении α1-адренорецепторов происходит:

1. Активация гликогенолиза и глюконеогенеза в печени.
2. Сокращение гладких мышц

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.

β 1-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).

β 2-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

инсулина,
тиреоидных гормонов.

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.

В целом катехоламины отвечают за биохимические реакции адаптации к острому стрессу , эволюционно связанному 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.

Патология

Гиперфункция

Опухоль мозгового вещества надпочечников феохромоцитома . Ее диагностируют только после проявления гипертензии и лечат удалением опухоли.

Фенилэтиламины или катехоламины - что это такое? Это активные вещества, которые выступают в качестве посредников в межклеточных химических взаимодействиях в организме человека. К ним относятся: норадреналин (норэпинефрин), которые представляют собой гормональные вещества, а также дофамин, являющийся нейромедиатором.

Общая информация

Катехоламины - что это такое? Это несколько гормонов, которые производятся в надпочечниках, его мозговым веществом и поступают в кровяное русло в качестве ответной реакции на эмоциональную либо физическую стрессовую ситуацию. Далее, эти активные вещества принимают участие в передаче нервных импульсов в мозг, провоцируют:

высвобождение источников энергии, которыми выступают жирные кислоты и глюкоза;
расширение зрачков и бронхиол.

Непосредственно норадреналин повышает артериальное давление, сужая кровяные сосуды. Адреналин выступает стимулятором обмена веществ и учащает сердцебиение. После того, как гормональные вещества выполнят свою работу, они распадаются и вместе с уриной выводятся из организма. Таким образом, функции катехоламинов заключаются в том, что они провоцируют эндокринные железы на активную работу, а также способствуют стимуляции гипофиза и гипоталамуса. В норме количество катехоламинов и их метаболитов содержится в небольших количествах. Однако, при стрессах их концентрация на некоторое время возрастает. При некоторых патологических состояниях (опухоли хромаффинные, нейроэндокринные) образуется огромное количество этих активных веществ. Анализы позволяют обнаружить их в крови и моче. В этом случае появляются следующие симптомы:

повышение артериального давления на короткий или длительный период;
очень сильные головные боли;
дрожь в теле;
усиленное потоотделение;
длительное беспокойство;
тошнота;
небольшое покалывание в конечностях.

Эффективным методом лечения опухолей считается оперативное вмешательство, направленное на ее удаление. В результате снижается уровень катехоламинов, а симптомы уменьшаются или исчезают.

Механизм действия

Эффект заключается в активировании мембранных рецепторов, расположенных в клеточной ткани органов-мишеней. Далее, белковые молекулы, изменяясь, запускают внутриклеточные реакции, благодаря которым формируется физиологический ответ. Гормональные вещества, вырабатываемые надпочечниками и щитовидной железой, увеличивают чувствительность рецепторов к норадреналину и адреналину.

Эти гормональные вещества влияют на следующие виды деятельности головного мозга:

агрессивность;
настроение;
эмоциональную устойчивость;
воспроизведение и усвоение информации;
быстроту мышления;
участвуют в формировании поведения.

Кроме того, катехоламины дают энергию организму. Высокая концентрация этого комплекса гормонов у детей приводит к их подвижности, жизнерадостности. По мере взросления производство катехоламинов уменьшается, и ребенок становится более сдержанным, интенсивность умственной активности несколько снижается, возможно, ухудшение настроения. Стимулируя гипоталамус и гипофиз, катехоламины способствуют увеличению активности эндокринных желез. Интенсивные физические или умственные нагрузки, при которых учащается сердцебиение и повышается температура тела, приводят к увеличению катехоламинов в кровяном потоке. Комплекс этих активных веществ действует стремительно.

Виды катехоламинов

Катехоламины - что это такое? Это биологически активные вещества, которые благодаря своему моментальному реагированию позволяют организму индивида сработать на опережение.

Норадреналин. Это вещество имеет другое название - гормон агрессии или ярости, так как попадая в кровяное русло, провоцирует раздражительность и увеличение мышечной массы тела. Количество этого вещества напрямую связано с большими физическими перегрузками, стрессовыми ситуациями либо аллергическими реакциями. Избыток норадреналина, оказывая сужающее действие на сосуды, оказывает непосредственное влияние на скорость циркуляции и объем крови. Лица человека приобретает красный оттенок.
Адреналин. Второе название - гормон страха. Концентрация его повышается при чрезмерных переживаниях, нагрузках как физических, так и умственных, а также при сильном испуге. Образуется это гормональное вещество из норадреналина и дофамина. Адреналин, сужая кровеносные сосуды, провоцирует повышение давления и оказывает влияние на быстрый распад углеводов, кислорода и жиров. Лицо индивида приобретает бледный вид, выносливость при сильном волнении или испуге увеличивается.
Дофамин. Гормоном счастья называют это активное вещество, которое участвует в производстве норадреналина и адреналина. Оказывает на организм сосудосуживающее действие, провоцирует повышение концентрации глюкозы в крови, подавляя ее утилизацию. Тормозит производство пролактина, и оказывает влияние на синтез гормона роста. Дофамин оказывает влияние на половое влечение, сон, мыслительные процессы, на радость, и удовольствие от приема пищи. Увеличение вывода дофамина из организма вместе с уриной обнаруживают при наличии опухолей гормональной природы. В тканях головного мозга уровень этого вещества повышается при нехватке пиридоксина гидрохлорида.

Биологическое действие катехоламинов

Адреналин существенно влияет на сердечную деятельность: усиливает проводимость, возбудимость и сократимость мышцы миокарда. Под воздействием этого вещества повышается артериальное давление, а также увеличивается:

сила и частота сердечных сокращений;
минутный и систолический объем крови.

Избыточная концентрация адреналина может спровоцировать:

аритмию;
в редких случаях мерцание желудочков;
нарушение процессов окисления в мышце сердца;
изменения обменных процессов в миокарде, вплоть до дистрофических изменений.

В отличие от адреналина, норадреналин не оказывает существенного влияния на сердечную деятельность и вызывает урежение сердечных сокращений.

Оба гормональных вещества:

Оказывают на кожу, легкие и селезенку сосудосуживающие действие. У адреналина этот процесс более выражен.
Расширяют венечные артерии желудка и сердца, при этом действие норадреналина на коронарные артерии сильнее.
Играют роль в обменных процессах организма. Адреналин преобладает по воздействию.
Способствуют снижению тонуса мускулатуры желчного пузыря, матки, бронхов, кишечника. Менее активен в этом случае норадреналин.
Вызывают снижение эозинофилов и увеличение нейтрофилов в крови.

В каких случаях назначают исследование мочи?

Анализ на катехоламины в моче дает возможность выявить нарушения, которые вследствие патологических процессов приводят к нарушению нормального функционирования организма. Причинами сбоев могут быть различные серьезные заболевания. Назначают этот вид лабораторного исследования в следующих случаях:

Для контроля терапии при лечении хромаффинной опухоли.
При нейроэндокринном или выявленном новообразовании надпочечников, или генетической предрасположенности к опухолевому образованию.
При гипертонической болезни, которая не поддается лечению.
Наличие гипертензии с постоянной головной болью, учащенным сердцебиением и повышенным потоотделением.
Подозрение на хромаффинное новообразование.

Подготовка к исследованию мочи

Определение катехоламинов помогает подтвердить наличие патологических процессов в организме человека, например, повышенное кровяное давление и онкологию, а также убедиться в эффективности лечения феохромоцитомы и нейробластомы. Для точных итогов анализа следует пройти подготовку, которая заключается в следующем:

За две недели до процедуры не принимать лекарственных средств, влияющих на усиленное выделение норадреналина из окончаний адренергических нервов, по согласованию с лечащим доктором.
За двое суток не пить препараты, обладающие мочегонным действием. Исключить чайные, кофейные, спиртосодержащие напитки, какао, пиво, а также сыр, авокадо и другие экзотические овощи и фрукты, все бобовые культуры, орехи, шоколад, все продукты, в которых содержится ванилин.
За сутки и в период сбора суточной урины избегать любого перенапряжения, исключить курение.

Непосредственно перед сбором урины для анализа на катехоламины провести гигиену половых органов. Биологический материал собирают три раза в сутки. Первую утреннюю порцию не берут. Через три часа после этого осуществляют забор урины, второй раз - через шесть и далее, через 12 часов. До отправки в лабораторию собранный биоматериал хранят в стерильной емкости, помещенной в специальный ящик или холодильник, при определенной температуре. На контейнере для сбора урины указывают время первого и последнего опорожнения мочевого пузыря, личные данные больного, дату рождения.

на катехоламины

В лаборатории биоматериал исследуют на несколько показателей, которые зависят от возраста и пола индивида. Единица измерения гормонов - мкг/сутки, по каждому виду имеются свои нормы:

Адреналин. Допустимые значения для граждан старше 15 лет составляют 0-20 единиц.
Норадреналин. Норма для возрастной категории от 10 лет - 15-80.
Дофамин. Показатель соответствует нормальным значениям 65-400 в возрасте от 4 лет.

На итоги исследования катехоламинов в моче оказывают влияние различные факторы. А так как патология в виде хромаффинной опухоли встречается достаточно редко, то часто показатели ложноположительные. С целью достоверной диагностики болезни назначают дополнительные виды обследований. В случае обнаружения повышенного содержания катехоламинов у больных с уже установленным диагнозом, данный факт свидетельствует о рецидиве заболевания и неэффективности проводимой терапии. Следует помнить, что прием некоторых групп лекарственных препаратов, стрессы, прием алкоголя, кофе и чая влияет на конечный результат исследований. Патологии, при которых выявляется повышенная концентрация катехоламинов:

болезни печени;
гипертиреоз;
инфаркт миокарда;
стенокардия;
бронхиальная астма;
язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки либо желудка;
травма головы;
длительная депрессия;
артериальная гипертония.

Низкий уровень гормональных веществ в урине свидетельствует о заболеваниях:

почек;
лейкозов;
различных психозов;
недоразвития надпочечников.

Подготовка к анализу крови на катехоламины

За 14 дней до сдачи проб необходимо исключить лекарственные препараты, содержащие симпатомиметики (по согласованию с лечащим доктором). За двое суток исключить из рациона: пиво, кофе, чай, сыр, бананы. За день отказаться от курения. За 12 часов воздержаться от приема еды.

Кровь берут через катетер, который устанавливают за сутки до забора проб биоматериала ввиду того, что прокол вены также способствует увеличению в крови концентрации катехоламинов.

Панель «Катехоламины крови» и серотонин + анализ мочи на ГВК, ВМК, 5-ОИУК

Используя такую панель, определяют содержание катехоламинов: серотонина, дофамина, норадреналина, адреналина и их метаболитов. Показания к назначению данного исследования следующие:

определение причин гипертонических кризов и артериальной гипертензии;
с целью диагностирования новообразований нервной ткани и надпочечников.

Больше информации можно получить при назначении анализа суточной урины для определения уровня катехоламинов в связи с тем, что на их синтез в этот промежуток оказывают влияние:

боль;
холод;
стресс;
травмы;
жара;
физическое перенапряжение;
асфиксия;
любые виды нагрузок;
кровотечения;
употребление средств наркотической природы;
понижение уровня глюкозы в крови.

При диагностированной артериальной гипертензии концентрация катехоламинов в крови приближается к наивысшей планке нормальных показателей, а в некоторых случаях увеличивается примерно в два раза. В стрессовой ситуации адреналин в плазме крови возрастает в десять раз. В связи с тем, что катехоламины в крови довольно быстро нейтрализуются, для диагностики патологических состояний их уместно выявлять в урине. Практикующие доктора назначают анализы на концентрацию норадреналина и адреналина в основном для диагностирования гипертензий и феохромоцитомы. У маленьких детей, с целью подтверждения нейробластомы, важно определение метаболитов норадреналина и адреналина, а также дофамина.

С целью получения достоверной информации о катехоламинах в анализе урины определяют и наличие продуктов их распада: ГВК (гомованилиновой кислоты), ВМК (ванилилминдальной кислоты), норметанефрина, метанефрина. Выведение продуктов обмена в норме превышает выведение комплекса гормональных веществ. Концентрация метанефрина и ВМК в урине сильно завышена при феофромоцитоме, что важно для постановки диагноза.

Является продуктом распада адреналина и норадреналина, обнаруживают ее в суточном анализе на катехоламины. Показаниями к назначению анализа являются нейробластомы, опухоли и оценка работы надпочечников, гипертоническая болезнь и кризы. Исследование данного метаболита позволяет сделать вывод о синтезе адреналина и норадреналина, а также оказывает помощь в диагностике новообразований и оценке мозгового вещества надпочечников.

Серотонин

В онкологической практике для выявления аргентаффином, особого вида опухолей, имеет значение такой показатель в крови, как катехоламин серотонин. Он считается одним из и является высокоактивным биогенным амином. Вещество оказывает сосудосуживающее действие, принимает участие в регулировании температуры, дыхания, давления, фильтрации почек, стимулирует гладкую мускулатуру кишечника, сосудов, бронхиол. Серотонин способен вызвать агрегацию тромбоцитов. Содержание его в организме выявляется с помощью метаболита 5-ОИУК (гидроксииндолуксусная кислота) урины. Содержание серотонина повышено в случаях:

карциноидной опухоли полости живота с метастазами;
гипертонических кризов при диагнозе феохромоцитома;
нейроэндокринных опухолей простаты, яичников, кишечника, бронхов;
феохромоцитомы;
метастаз или неполного удаления новообразования после хирургического вмешательства.

В организме серотонин превращается в гидроксииндолуксусную кислоту и выходит вместе с мочой. Концентрацию этого вещества в крови определяют по количеству выведенного метаболита.

Катехоламины - что это такое? Это полезные вещества для любого индивида, необходимые для мгновенной ответной реакции организма на раздражитель: стресс или страх. Анализ крови показывает наличие гормонов непосредственно на момент взятия биоматериала, а исследование урины - только за предыдущие сутки.

КАТЕГОРИИ