Fiziološki učinci kateholamina i njihov mehanizam djelovanja. Što su kateholamini

Hormoni nadbubrežne žlijezde adrenalin i norepinefrin pod općim nazivom kateholamini su derivati ​​aminokiseline tirozina.

Uloga epinefrina je hormonska, norepinefrin je pretežno neurotransmiter.

Sinteza

Izvodi se u stanicama nadbubrežne medule (80% ukupnog adrenalina), sinteza norepinefrina (80%) također se javlja u živčanim sinapsama.

Reakcije sinteze kateholamina

Regulacija sinteze i sekrecije

Aktivirati: stimulacija celijakije, stres.

Smanjiti: hormoni štitnjače.

Mehanizam djelovanja

Mehanizam djelovanja hormona je različit ovisno o receptoru. Stupanj aktivnosti receptora može varirati ovisno o koncentraciji dotičnog liganda.

Na primjer, u masnom tkivu nizak koncentracije adrenalina, α 2 -adrenergički receptori su aktivniji, sa povišena koncentracije (stres) - stimulirani β 1 -, β 2 -, β 3 -adrenergički receptori.

Adrenoreceptori smještene na pre- i postsinaptičkim membranama, na staničnoj membrani izvan sinapse. Njihove vrste su neravnomjerno raspoređene među različitim organima. U ovom slučaju, organ može imati receptore samo jedne vrste ili nekoliko vrsta.
Krajnji adrenergički učinak ovisi

• od prevlasti vrste receptora u organu/tkivu,
• od prevlasti vrste receptora na određenoj stanici,
• na koncentraciju hormona u krvi,
• od stanja simpatičkog živčanog sustava.

Kalcij-fosfolipidni mehanizam

• kada je uzbuđen α 1 -adrenergički receptori.

Mehanizam adenilat ciklaze

• kada je uključen α 2 -adrenergički receptori adenilat ciklaza je inhibirana
• kada je uključen β 1 - i β 2 -adrenergički receptori aktivira se adenilat ciklaza.

Mete i učinci

α1-adrenergički receptori

Kad je uzbuđen α1-adrenergički receptori događa se:

1. Aktivacija glikogenoliza i glukoneogeneza u jetri.
2. Smanjenje glatke mišiće

• ureteri i sfinter mokraćnog mjehura,
• prostate i trudne maternice,
• radijalni mišić šarenice,
• podizanje kose,
• kapsule slezene.

3. Opuštanje glatki mišići gastrointestinalnog trakta i kontrakcija njegovih sfinktera,

α2-adrenergički receptori

Kad je uzbuđen α2-adrenergički receptori događa se:

• odbiti lipoliza kao rezultat smanjene stimulacije TAG lipaze,
• suzbijanje izlučivanje inzulina i izlučivanje renina,
• grč krvne žile u različitim dijelovima tijela,
• opuštanje glatke mišiće crijeva,
• stimulacija agregacija trombocita.

β 1-adrenergički receptori

Uzbuđenje β1-adrenergički receptori(nalazi se u svim tkivima) manifestira se uglavnom:

• aktiviranje lipoliza,
• opuštanje glatki mišići dušnika i bronha,
• opuštanje glatki mišići gastrointestinalnog trakta,
• povećanje snage i učestalosti kontrakcija miokarda ( ino- i kronotropni Posljedica).

β 2-adrenergički receptori

Uzbuđenje β2-adrenergički receptori(nalazi se u svim tkivima) manifestira se uglavnom:

1.Stimulacija

• glikogenoliza i glukoneogeneza u jetri,
• glikogenoliza u skeletnim mišićima

2. Pojačano lučenje

• inzulin
• hormoni štitnjače.

3.Opuštanje glatke mišiće

• dušnik i bronhije,
• gastrointestinalni trakt,
• trudna i negravidna maternica,
• krvne žile u različitim dijelovima tijela,
• mokraćni sustav,
• kapsule slezene,

4. dobitak kontraktilna aktivnost skeletnih mišića tremor),

5. suzbijanje oslobađanje histamina iz mastocita.

Općenito, kateholamini su odgovorni za biokemijski reakcije prilagodbe na akutni stres, evolucijski povezan s mišićnom aktivnošću - "bori se ili bježi":

• dobiti stvaranje masnih kiselina u masnom tkivu za rad mišića,
• mobilizacija glukoza iz jetre za povećanje stabilnosti središnjeg živčanog sustava,
• održavanje energije potrebe radnih mišića zbog ulazne glukoze i masnih kiselina,
• odbiti anabolički procesi kroz smanjenje lučenja inzulina.

Prilagodba se također vidi u fiziološki reakcije:

mozak– pojačan protok krvi i poticanje metabolizma glukoze,

mišići- povećana kontraktilnost

kardiovaskularni sustav- povećanje snage i učestalosti kontrakcija miokarda, povećanje krvnog tlaka,

pluća– širenje bronha, poboljšana ventilacija i potrošnja kisika,

koža- smanjen protok krvi

• gastrointestinalni trakt i bubrega- smanjenje aktivnosti organa koji ne pomažu zadatku hitnog preživljavanja.

Patologija

hiperfunkcija

Tumor srži nadbubrežne žlijezde, feokromocitom. Dijagnosticira se tek nakon manifestacije hipertenzije, a liječi se uklanjanjem tumora.

Uvod

Kao i stražnji režanj hipofize, srž nadbubrežne žlijezde je derivat živčanog tkiva. Može se promatrati kao produžetak simpatičkog živčanog sustava, budući da preganglijska vlakna celijakijskog živca završavaju na kromafinim stanicama srži nadbubrežne žlijezde.

Ove su stanice dobile ime jer sadrže granule koje se boje crveno kalijevim bikromatom. Takve se stanice također nalaze u srcu, jetri, bubrezima, spolnim žlijezdama, postganglijskim neuronima simpatičkog živčanog sustava i u središnjem živčanom sustavu.

Kada je preganglijski neuron stimuliran, kromafine stanice proizvode kateholamine - dopamin, adrenalin i norepinefrin.

Kod većine životinjskih vrsta kromafine stanice izlučuju uglavnom epinefrin (~80%) i, u manjoj mjeri, norepinefrin.

Prema kemijskoj strukturi kateholamini su 3,4-dihidroksi derivati ​​feniletilamina. Tirozin je neposredni prekursor hormona.

nadbubrežna žlijezda kateholamin moždani hormon

Sinteza i sekrecija kateholamina

Sinteza kateholamina odvija se u citoplazmi i granulama stanica nadbubrežne srži (Sl. 11-22). Granule također pohranjuju kateholamine.

Kateholamini ulaze u granule ATP-ovisnim transportom i pohranjuju se u njima u kompleksu s ATP-om u omjeru 4:1 (hormon-ATP). Različite granule sadrže različite kateholamine: neke sadrže samo adrenalin, druge sadrže norepinefrin, a treće sadrže oba hormona.

Izlučivanje hormona iz granula događa se egzocitozom. Kateholamini i ATP se oslobađaju iz granula u istom omjeru u kojem su pohranjeni u granulama. Za razliku od simpatičkih živaca, stanicama srži nadbubrežne žlijezde nedostaje mehanizam ponovne pohrane oslobođenih kateholamina.

U krvnoj plazmi kateholamini tvore s albuminom nestabilan kompleks. Adrenalin se prenosi uglavnom u jetru i skeletne mišiće. Norepinefrin se stvara uglavnom u organima inerviranim simpatičkim živcima (80% od ukupnog broja). Norepinefrin do perifernih tkiva dospijeva samo u malim količinama. T1 / 2 kateholamina - 10-30 s. Glavni dio kateholamina se brzo metabolizira u različitim tkivima uz sudjelovanje specifičnih enzima. Samo mali dio epinefrina (~5%) izlučuje se urinom.

Mehanizam djelovanja kateholamina privlači pozornost istraživača gotovo cijelo stoljeće. Doista, mnogi od općih koncepata biologije receptora i djelovanja hormona potječu iz najranijih studija.

Kateholamini djeluju kroz dvije glavne klase receptora: α-adrenergičke i α-adrenergičke. Svaki od njih podijeljen je u dvije podklase: odnosno i. Ova se klasifikacija temelji na relativnom redoslijedu vezanja na različite agoniste i antagoniste. Adrenalin se veže (i aktivira) i α i β receptore, pa stoga njegov učinak na tkivo koje sadrži receptore obje klase ovisi o relativnom afinitetu tih receptora za hormon. Norepinefrin se u fiziološkim koncentracijama veže uglavnom na a-receptore.

b-adrenergički receptor

Molekularno kloniranje gena α-adrenergičkog receptora sisavaca i cDNA otkrilo je neočekivane značajke. Prvo, pokazalo se da ovaj gen ne sadrži introne i stoga, zajedno s genima histona i interferona, čini jedinu skupinu gena sisavaca kojima te strukture nedostaju. Drugo, bilo je moguće ustanoviti da α-adrenergički receptor ima blisku homologiju s rodopsinom (barem u tri peptidne regije), proteinom koji inicira vizualni odgovor na svjetlost.

Tablica 49.2. Učinci posredovani različitim adrenergičkim receptorima

Mehanizam djelovanja

Receptori triju od ovih podskupina povezani su sa sustavom adenilat ciklaze. Hormoni koji se vežu na p, i P2 receptore aktiviraju adenilat ciklazu, dok je hormoni povezani s a2 receptorima inhibiraju (vidi sliku 44.3 i tablicu 44.3). Vezanje kateholamina inducira kondenzaciju receptora na G-protein koji veže GTP hem. To ili stimulira (Gs) ili inhibira (GJ) adenilat ciklazu, što rezultira povećanom ili potisnutom sintezom s AM P. Reakcija se isključi kada GTPa3a, vezan na a podjedinicu G proteina, hidrolizira GTP (vidi sliku 44.2) a,-receptori uključeni su u procese koji dovode do promjena u unutarstaničnoj koncentraciji kalcija ili do promjena u metabolizmu fosfatidilinozitida (ili oboje). Moguće je da je za ovu reakciju potreban poseban kompleks G-proteina.

Postoji funkcionalna sličnost između kateholaminskog receptora i sustava vizualnog odgovora. Kada dođe do stimulacije svjetlom, dolazi do konjugacije rodopsina s transducinom, kompleksom G-proteina, čija a-podjedinica također veže GTP. Aktivirani G protein zauzvrat stimulira fosfodiesterazu, koja hidrolizira cGMP. Kao rezultat toga, ionski kanali u membrani retinalnih stožastih stanica se zatvaraju i dolazi do vizualne reakcije. Isključuje se kada GTPa3a povezana s α-podjedinicom hidrolizira vezani GTP. Nepotpuni popis biokemijskih i fizioloških učinaka posredovanih različitim adrenergičkim receptorima dan je u tablici. 49.2.

Aktivacija fosfoproteina cAMP-ovisnom protein kinazom (vidi sliku 44.4) posreduje u mnogim biokemijskim učincima adrenalina. U mišićima i, u manjoj mjeri, u jetri, epinefrin stimulira glikogenolizu aktiviranjem protein kinaze, koja zauzvrat aktivira kaskadu fosforilaze (vidi sliku 19.7). Fosforilacija glikogen sintaze, naprotiv, slabi sintezu glikogena. Djelujući na srce, adrenalin povećava minutni volumen kao rezultat povećanja snage (inotropni učinak) i učestalosti (kronotropni učinak) kontrakcija, što je također povezano s povećanjem sadržaja cAMP. U masnom tkivu adrenalin povećava sadržaj cAMP-a pod čijim se utjecajem hormonski osjetljiva lipaza pretvara u aktivni (fosforilirani) oblik. Ovaj enzim pospješuje lipolizu i otpuštanje masnih kiselina u krv. Masne kiseline se koriste kao izvor energije u mišićima, a osim toga mogu aktivirati glukoneogenezu u jetri.

Glavne hormonske kateholamine (adrenalin i noradrenalin) u velikoj mjeri proizvodi kromafinsko tkivo životinjskog organizma (ime ovog specijaliziranog tkiva je zbog smeđe-smeđeg obojenja kromovim solima). Kromafine stanice sastoje se od medule nadbubrežne žlijezde, paraganglija smještenih u blizini simpatičkih čvorova i lanca posebnih tvorevina u blizini trbušne aorte i u području gdje iz nje polazi donja mezenterična arterija.

Drugo važno mjesto za stvaranje ovih kateholamina su sinapse organa simpatičkog živčanog sustava i nekih dijelova mozga. Dopamin je kateholaminski hormon hipotalamusa (laktostatin).

Godine 1939. Blaschko je predložio da su početni supstrati za biosintezu kateholamina fenilalanin ili tirozin. Prema hipotezi, prvo se pretvaraju u dihidroksifenilalanin (DOPA), zatim DOPA u dopamin, iz dopamina se sintetizira norepinefrin, a iz njega adrenalin. Naknadno je hipoteza u potpunosti eksperimentalno potvrđena. Također su identificirani enzimi uključeni u biosintezu kateholamina:

Kao što je gore prikazano, fenilalanin se, oksidirajući na 4. položaju benzenskog prstena, lako može pretvoriti u tirozin (hidroksifenilalanin). Nastao iz fenilalanina ili već postojao u stanici, tirozin se podvrgava hidroksilaciji na 3. ugljikovom atomu prstena u topljivom dijelu citoplazme uz stvaranje DOPA. Ova faza biosinteze je uska (ograničavajuća) karika u procesu i kontrolirana je posebnim enzimom tirozin hidroksilazom uz prisustvo NADPH, O2 i tetrahidropteridina kao kofaktora. Tirozin hidroksilazu aktiviraju Fe2+ ioni i amonijev sulfat. Sljedeća faza u stvaranju kateholamina je dekarboksilacija DOPA-e, koja rezultira stvaranjem dihidroksifenilalanin amina (dopamina).

Ovaj stupanj kontrolira citoplazmatski enzim DOPA-dekarboksilaza, koji očito djeluje u prisutnosti kofaktora piridoksal-5"-fosfata. Dopamin sintetiziran u topivom dijelu citoplazme prelazi dalje u sekretorne granule kromafinskih ili simpatergičkih stanica, gdje se enzimatski veže za bočni lanac u β- položaju hidroksilne skupine pretvarajući se u norepinefrin.

Pretvorba dopamina u norepinefrin događa se u prisutnosti atmosferskog kisika i askorbinske kiseline pod djelovanjem enzima dopamin-β-hidroksilaze (feniletilamin-β-oksidaze), aktiviranog Cu2+. Ovaj enzim ima širok raspon specifičnosti supstrata i može hidroksilirati niz biogenih amina. Ako se biosinteza norepinefrina provodi u posebnim granulama norepinefrina, tada se proces zaustavlja u ovoj fazi, a dobiveni hormon se može izlučiti.

Međutim, norepinefrin se također može transportirati do posebnih granula adrenalina, gdje se pretvara u adrenalin. Proces pretvaranja norepinefrina u adrenalin svodi se na zamjenu vodikovog atoma amino skupine s metilnim radikalom i provodi se pomoću enzima feniletanolamin-N-metiltransferaze. Ovaj enzim nalazi se pretežno u posebnim adrenalinskim granulama stanica koje proizvode kateholamine. Za metilaciju norepinefrina potrebna je i aminokiselina metionin kao donor metilnog radikala i ATP kao aktivator njegovog transporta.

Istovremeno, ATP najprije stupa u interakciju s metioninom u prisutnosti iona Mg2+, stvarajući aktivirani oblik aminokiseline S-adenozilmetionin, nakon čega se metilni radikal prenosi pomoću N-metiltransferaze s molekule S-adenozilmetionina na molekulu norepinefrina. . Dakle, intenzitet proizvodnje adrenalina ovisi, s jedne strane, o razini biosinteze norepinefrina, as druge strane, o rezervama metilnih skupina metionina. Sustav koji osigurava metilaciju norepinefrina i, posljedično, intenzitet biosinteze adrenalina, prikazan je različito u nejednakim stanicama koje proizvode kateholamine.

Dakle, simpatičke živčane stanice imaju nisku razinu aktivnosti metilirajućeg sustava i pretežno stvaraju norepinefrin, glavni simpatički medijator (Euler, 1956.). Dopamin također može djelovati kao živčani posrednik u nekim moždanim stanicama. Istodobno, nadbubrežne žlijezde kod mnogih vrsta imaju velik broj stanica koje sadrže granule adrenalina bogate metilirajućim sustavom. Zbog toga nadbubrežne žlijezde proizvode velike količine adrenalina, koji kod mnogih životinja služi kao glavni hormon žlijezda.

Dakle, u ljudskim nadbubrežnim žlijezdama adrenalin čini prosječno 83% svih kateholamina, u nadbubrežnim žlijezdama kunića i zamoraca - više od 95%, krava - 80%. U mačaka su zabilježene jednake količine epinefrina i norepinefrina u žlijezdi, dok u kitova i peradi značajno prevladava norepinefrin koji doseže 80% svih kateholamina. Vrijednosti omjera adrenalina i norepinefrina u kromafinskim stanicama mogu biti od značajnog fiziološkog značaja, budući da su njihovi biološki učinci uvelike različiti.

Biosinteza kateholamina u srži nadbubrežne žlijezde izravno je regulirana živčanim impulsima koji dolaze kroz celijakalni živac (Cheboksarov, 1910). Može se pretpostaviti da se živčana regulacija biosintetskih procesa provodi uglavnom u fazi tirozin hidroksilaze (ograničavajuća veza u biosintezi), kao i u fazama dekarboksilacije dopamina i metilacije norepinefrina.

Kortikosteroidi i inzulin sudjeluju u regulaciji biosintetskih procesa. Sami kateholamini inhibiraju aktivnost tirozin hidroksilaze i tako sudjeluju u samoregulaciji biosintetskih procesa.

Svi viši oblici ljudskog ponašanja povezani su s normalnim funkcioniranjem kateholaminergičkih stanica – živčanih stanica koje sintetiziraju kateholamine i koriste ih kao posrednike. Tako složeni procesi kao što su pamćenje i reprodukcija informacija, seksualno ponašanje, agresivnost i reakcija traženja, razina raspoloženja i aktivnost u životnoj borbi, brzina mišljenja, emocionalnost, razina općeg energetskog potencijala itd. ovise o aktivnosti sinteze i otpuštanja kateholamina. . Što je sinteza i oslobađanje kateholamina kvantitativno aktivnije, to je bolje raspoloženje, opća razina aktivnosti, seksualnosti, brzine razmišljanja i jednostavno izvedbe.

Najviše razine kateholamina (po jedinici tjelesne težine) su u djece. Djeca se od odraslih prvenstveno razlikuju po vrlo visokoj emocionalnosti i pokretljivosti, sposobnosti brzog prebacivanja mišljenja s jednog predmeta na drugi. Djeca imaju izuzetno dobro pamćenje, uvijek dobro raspoloženje, visoku sposobnost učenja i ogromnu radnu sposobnost.

S godinama se usporava sinteza kateholamina u središnjem živčanom sustavu i na periferiji. Razlozi su tome različiti: starenje staničnih membrana, iscrpljenost genetskih rezervi i općenito smanjenje sinteze proteina u tijelu. Kao rezultat smanjenja brzine misaonih procesa, emocionalnost se smanjuje, a raspoloženje se smanjuje. S godinama se sve ove pojave pogoršavaju: emocionalnost, pad raspoloženja, slučajevi depresije nisu neuobičajeni. Razlog za to je jedan - u dobnom smanjenju sinteze kateholamina u tijelu. Zašto izvedba izravno ovisi o količini kateholamina u živčanim stanicama?

Kateholamini imaju mobilizirajući učinak na energetske rezerve živčanih stanica. Aktiviraju redoks procese u organizmu, "pokreću" sagorijevanje izvora energije - prvenstveno ugljikohidrata, zatim masti i aminokiselina.

Kateholamini povećavaju osjetljivost staničnih membrana na spolne hormone i somatotropin. Bez stvarnog anaboličkog učinka, oni pojačavaju sintezu proteina povećanjem osjetljivosti stanica na anaboličke faktore. Kateholamini izravno ili neizravno pojačavaju aktivnost samih endokrinih žlijezda, stimuliraju hipotalamus i hipofizu. Uz bilo koji naporan rad, osobito fizički, povećava se sadržaj kateholamina u krvi. Ovo je adaptivna reakcija tijela na opterećenje bilo koje vrste. I što je reakcija izraženija, to se tijelo bolje prilagođava, to se brže postiže stanje kondicije. Uz intenzivan fizički rad, ubrzanje otkucaja srca, povećanje tjelesne temperature (subjektivno se osjeća kao toplina u tijelu i znojenje) - sve to uzrokuje ništa drugo do oslobađanje velike količine kateholamina u krv.

Glavne vrste kateholamina u tijelu predstavljene su s tri spoja:

1. Adrenalin;

2. norepinefrin;

3. Dopamin.

Adrenalin, tvar koju proizvode nadbubrežne žlijezde. Često ga nazivaju "hormonom straha" zbog činjenice da kod straha srce često počne kucati zbog snažnog oslobađanja adrenalina u krv. To, međutim, nije posve točno. Oslobađanje adrenalina događa se s bilo kojim jakim uzbuđenjem ili velikim fizičkim naporom. Adrenalin povećava propusnost staničnih membrana za glukozu, pospješuje razgradnju glikogena i masti. Ako je osoba prestrašena ili uzbuđena, tada se njegova izdržljivost dramatično povećava. Adrenalin je aktivni doping ljudskog tijela. Što je više rezervi adrenalina u nadbubrežnim žlijezdama, to je veća fizička i mentalna sposobnost.

Za razliku od adrenalina, norepinefrin nazivaju hormonom bijesa, jer. Kao rezultat otpuštanja norepinefrina u krv, uvijek se javlja reakcija agresije. Od adrenalina čovjeku lice poblijedi, od norepinefrina pocrveni. Gaj Julije Cezar birao je u svoju vojsku samo one vojnike čije je lice u borbi pocrvenjelo. To je govorilo o povećanoj agresivnosti takvih vojnika. Ako epinefrin uglavnom povećava izdržljivost, onda norepinefrin značajno povećava snagu mišića.

Visok sadržaj u živčanom sustavu dopamin pojačava sve seksualne reflekse i povećava osjetljivost stanica na spolne hormone, što doprinosi visokom anabolizmu. Adolescenti imaju najviše razine dopamina u CNS-u. Njihovo raspoloženje nosi prizvuk euforije, a njihovo ponašanje obilježeno je izraženom hiperseksualnošću. Svaki trening, čak i netočan s metodološkog gledišta, u adolescenciji daje dobar anabolički učinak. Pad razine dopamina povezan sa starenjem uzrokuje depresiju povezanu sa starenjem (smanjeno raspoloženje), pad seksualne aktivnosti (kod muškaraca) i usporavanje brzine anaboličkih reakcija.

Kateholamini ostvaruju energetski potencijal tijela. Ako su tjelesne rezerve energije iscrpljene, tada oslobađanje kateholamina dovodi do još veće iscrpljenosti, pa čak i smrti.

Do realizacije energetskog potencijala tijela dolazi prvenstveno zbog razgradnje depoa glikogena u jetri, a zatim zbog glikogena u mišićima. Razgradnja mišićnog glikogena dovodi do značajnog povećanja mišićne snage, a mobilizacija glikogenskog bazena jetre povećava kratkotrajnu izdržljivost. Daljnje oslobađanje kateholamina pospješuje oslobađanje masnih kiselina u krv iz potkožnih masnih depoa, a masne kiseline su praktički „neiscrpan“ izvor energije u tijelu.

Kateholamini pojačavaju neuromuskularnu provodljivost, povećavaju brzinu reakcije i brzinu mišljenja.

Čak i površno upoznavanje s metabolizmom kateholamina u tijelu pomaže nam zaključiti da su kateholamini ključna karika kako u mentalnoj tako i u tjelesnoj izvedbi, kako u brzini tako i u kvaliteti mišljenja. Kreativnost, sposobnost za apstraktno i umjetničko mišljenje, za analizu i sintezu izravno ovisi o metabolizmu kateholamina.

Analizirajući život velikih ljudi: političara, znanstvenika, glazbenika, umjetnika itd., Mogu se primijetiti nevjerojatne karakteristike. Na primjer, bolest kao što je giht kod njih se javlja gotovo 200 puta češće nego kod običnih ljudi. Glavni mehanizam gihta je nakupljanje mokraćne kiseline u krvi. Mokraćna kiselina ima sposobnost stimuliranja kateholaminskih receptora, povećavajući osjetljivost stanica na kateholamine. Gihtnici stoga imaju živahan karakter i visoku pokretljivost mišljenja.

Stimulirajući učinak pića kao što su čaj i kava vrlo je sličan stimulirajućem učinku mokraćne kiseline. ova pića djeluju na iste receptore kao i mokraćna kiselina. Alkaloidi čaja i kave "pokreću" sintezu posebnog enzima - adenilat ciklaze. Adenilat ciklaza dovodi do nakupljanja c-AMP (cikličkog adenozin monofosfata) u stanicama. Mijenja mehanizam stanice, povećavajući njezinu osjetljivost na kateholamine. Jedina je nevolja što redoviti unos čaja i kave iscrpljuje zalihe c-AMP-a u stanici i u konačnici iscrpljuje živčani sustav. Zbog toga se čaj i kava ne mogu preporučiti kao sportski stimulansi. Među ljudima s izrazitim sposobnostima deset puta češće nego među običnim ljudima nalaze se osobe s pojačanim radom štitnjače. I to također ne čudi, jer hormoni štitnjače oštro simuliraju sintezu kateholamina u tijelu i povećavaju osjetljivost stanica na njih. Gotovo svi veliki ljudi imaju takvu kvalitetu kao što je hiperseksualnost. Povjesničari često obraćaju pažnju na to. Spolni hormoni mogu zamijeniti kateholaminske receptore i na taj način imati aktivirajući učinak na središnji živčani sustav.

Kao što vidite, sve se na kraju završava na kateholaminima: giht, i pojačan rad štitnjače i pojačana aktivnost spolnih žlijezda. Kod tako priznatog genija kao što je Aleksandar Sergejevič Puškin, postojala je kombinacija sva tri gore navedena čimbenika. Bolovao je od nasljednog gihta, s kojim se borio svakodnevnim hladnim ledenim kupkama. Zbog pojačane funkcije štitnjače bio je izrazito visoko tjelesno i intelektualno aktivan te nikada nije spavao više od 5-6 sati dnevno. Što se tiče ljubavnih veza Aleksandra Sergejeviča, svi su poznati i ne trebaju komentare.

Kateholamini potiču tjelesnu aktivnost u istoj mjeri kao i intelektualnu aktivnost. Isti A. S. Puškin bio je izvrstan sportaš: puno je plivao, mačevao, boksao itd.

Ne samo mokraćna kiselina, hormoni štitnjače i spolne žlijezde aktiviraju sintezu kateholamina. Postoje mnoge bolesti, pa čak i jednostavno nasljedni čimbenici, zbog kojih se kateholamini proizvode u povećanim količinama, ali svi su ti čimbenici relativno rijetki.

Suvremena farmakologija je postigla mnogo, uz njenu pomoć možemo utjecati kako na sintezu pojedinih kateholamina, tako i na aktivnost cijelog simpato-adrenalnog sustava1 u cjelini. Povećanjem aktivnosti kateholaminskih sustava možemo postići takav porast sportskih performansi o kakvom smo prije mogli samo sanjati.

Gotovo svi trenutno poznati kateholamini klasificirani su kao doping. Dopingom se smatraju ne samo tvari kao što su adrenalin, pararenalin i dopamin. Gotovo sve simpatomimetičke tvari klasificiraju se kao doping2. Najpoznatiji simpatomimetici su amfetamini. Amfetamini značajno povećavaju izdržljivost i osobito se široko koriste u sportovima gdje su potrebni i izdržljivost i vrijeme reakcije (primjerice u boksu).

Vrlo popularna droga je i efedrin, biljni alkaloid koji se dobiva iz efedre preslice. Efedrin je iznimno popularan među bodybuilderima jer jako dobro sagorijeva masno tkivo, ali pritom "ne dira" mišićno tkivo. Simpatomimetici se općenito razlikuju po tome što nemaju pravi anabolički učinak, oni povećavaju otpuštanje somatotropina i androgena u krv nakon treninga, tj. potencirati fiziološki učinak treninga na tijelo.

Nema sumnje da bilo koji simpatomimetik u velikim ultra-visokim dozama može biti štetan i može izazvati iscrpljenost živčanog sustava.

Problem simpatomimetika općenito nije tako jednostavan kako se čini. Jednostavno je nemoguće zabraniti njihovu upotrebu u sportu, makar samo zato što se mnogi lijekovi zadržavaju u krvi samo nekoliko desetaka minuta, a fiziološki učinci koji su već izazvani njima traju satima. Neki kateholamini, koliko god to na prvi pogled izgledalo čudno, u malim dozama imaju anabolički učinak, pomažu u izgradnji mišićne mase i snage.

Adrenalin se smatra klasičnim kateholaminom. U posljednje vrijeme pojavio se niz znanstvenih radova u kojima se dokazuje anabolički i općezdravstveni učinak malih doza adrenalina (1/10-1/20 do izazivanja stimulacije). Ako velike doze adrenalina (od 1 ml i više) uzrokuju lupanje srca, porast šećera u krvi, porast krvnog tlaka i razgradnju glikogena u glikogenskim depoima, tada njegove doze mogu djelovati u suprotnom smjeru. Puls se usporava, krvni tlak se snižava, šećer u krvi pada, a s produljenom primjenom tečaja razvija se izrazit anabolički učinak. Naravno, korištenje tako malih doza ne daje nikakav stimulirajući učinak, a ni o kakvom doping učinku ne može biti govora.

Simpatomimetici su različiti. Kod nekih od njih, čak iu relativno velikim dozama, stimulirajući učinak je slabo izražen, a anabolički učinak prilično jak. Posljednjih godina takav lijek kao što je klenbuterol postao je raširen u sportu. To je sintetski kateholamin koji nema analoga u prirodi. Ovaj lijek se koristi za liječenje bronhijalne astme, kao i za određene vrste nedostatka zraka, plućnog i srčanog podrijetla. Čim je klenbuterol ušao u medicinsku praksu, odmah se počeo široko koristiti u sportu i pokazalo se da osim stimulirajućeg učinka ima izražen anabolički učinak, usporediv s učinkom anaboličkih steroida. Klenbuterol, osim toga, ne uzrokuje izražene palpitacije, ekscitaciju središnjeg živčanog sustava i povećanje krvnog tlaka kao drugi sintetski kateholamini.

Djelovanje klenbuterola vrlo je osebujno. Poput malih doza adrenalina, male doze klenbuterola imaju izrazit obnavljajući i anabolički učinak. Istodobno se očituje izrazit protuupalni i antialergijski učinak lijeka. Kao i neki drugi kateholamini, klenbuterol poboljšava spolnu funkciju kod muškaraca i blago popravlja raspoloženje. Ipak, valja napomenuti da je liječnička komisija MOO-a klasificirala klenbuterol kao doping.

Kao što već znamo, s godinama se sadržaj kateholamina u središnjem živčanom sustavu smanjuje kako zbog genetskih razloga tako i zbog pražnjenja zaliha (depoa) kateholamina u živčanim stanicama. Svaka živčana stanica iz kateholaminergičkih struktura ima određenu rezervu (depo) kateholamina.

Tijekom ozbiljnog stresa (uključujući veliki fizički napor) dolazi do masivnog oslobađanja kateholamina iz depoa. Ponekad takvo oslobađanje doseže tolike stupnjeve da se depo kateholamina iscrpi i sama živčana stanica više ne može nadoknaditi njihov nedostatak. Ne postoji ništa gore od smanjenja kateholamina u središnjem živčanom sustavu. Ranije je u medicini postojao takav pojam kao "iscrpljenost živčanog sustava". Sada se takvo smanjenje naziva "iscrpljenje simpatičko-adrenalnog sustava" i ovdje se misli na smanjenje depoa kateholamina u živčanim stanicama. Tijelo s takvom iscrpljenošću nestaje doslovno pred našim očima.

Sve zamislive i nezamislive bolesti padaju na čovjeka. Brzo stari. Takvo brzo izumiranje posljedica je činjenice da mnogo toga u tijelu ovisi o regulatornoj ulozi kateholamina. Čak je i samoobnavljanje staničnih membrana (substanična molekularna razina!) nemoguće bez dovoljnog sadržaja kateholamina u tijelu. Pod kontrolom adrenalina i nekih drugih tvari, fosfolipidne molekule neprestano "ulaze" i "napuštaju" stanične membrane, vršeći njihov "tekući popravak". Stabilnost staničnih membrana i vitalnost stanice, njezina otpornost na sve vanjske (i unutarnje) štetne čimbenike ovise o intenzitetu i korisnosti takvog trenutnog popravka.

Zaključci:

1. Jaki stresovi (uključujući pretjeranu tjelesnu aktivnost) smanjuju sadržaj kateholamina u središnjem živčanom sustavu. Kako se rezerve kateholamina u središnjem živčanom sustavu ne bi iscrpile, potrebno je pravilno trenirati (ne pretrenirati1) i pravilno se oporavljati nakon vježbanja. Svako natjecanje karakterizira maksimalna mobilizacija rezervi kateholamina i njihovo iscrpljivanje. Stoga je vrlo važno biti u stanju spriječiti ovo iscrpljivanje, obnoviti potrošene rezerve, inače će se one prije ili kasnije potpuno iscrpiti, a tada ćete morati napustiti sport.

2. Obnova rezervi CNS-a bez racionalne terapije lijekovima je nemoguća. Negirati ovo znači biti licemjeran. Štoviše, moderna trenažna opterećenja velikog sporta toliko su velika da su sama po sebi ozbiljan faktor slabljenja. Rehabilitacijski tretman može biti potreban ne samo u razdobljima između natjecanja, nego čak iu razdobljima između treninga. Postoji nekoliko načina za obnavljanje rezervi kateholamina u živčanim stanicama:

1. Uvođenje malih doza kateholamina;

2. Uvođenje u tijelo prekursora kateholamina;

3. Lijekovi koji pospješuju sintezu kateholamina u središnjem živčanom sustavu;

4. Nootropici;

5. Adaptogeni;

1) Fiziološki stimulansi.

Uvođenje malih doza kateholamina

Uvođenje malih doza kateholamina (strogo pod nadzorom liječnika) može obnoviti iscrpljene rezerve kateholamina u središnjem živčanom sustavu i povećati opću i sportsku izvedbu.

Bilo bi logično pretpostaviti da će unošenje kateholamina u tijelo izazvati odgovor - smanjenje sinteze kateholamina u samom tijelu. To se zove negativna povratna informacija. To se tako događa, ali samo ako se kateholamini daju u velikim dozama. Ako koristite male doze, tada je situacija upravo suprotna: reakcija tipa pozitivne povratne sprege. Kao odgovor, tijelo počinje proizvoditi vlastite kateholamine u povećanim količinama. Do danas je najdetaljnije razrađena metoda unošenja malih doza adrenalina u tijelo. Adrenalin se ubrizgava supkutano jednom dnevno u dozama od 1/10 do 1/20 prosječne terapijske doze. Subkutana injekcija adrenalina omogućuje vam postizanje prilično zamjetnog anaboličkog učinka i, što je važno, smanjuje rizik od prehlade.

2) Uvođenje u tijelo prekursora kateholamina

Svi kateholamini se sintetiziraju u tijelu iz aminokiseline fenilalanina. Općenito, lanac sinteze kateholamina može se prikazati na sljedeći način: fenilalanin -> L1-DOPA1 -> dopamin -> norepinefrin -> adrenalin.

Najfiziološkiji je unos aminokiseline fenilalanina u organizam u velikim količinama, reda veličine nekoliko grama. Time se lagano aktivira cijeli simpato-adrenalni sustav, povećavajući sadržaj svih kateholamina u tijelu. Takve tehnike već postoje, ali su još uvijek u fazi eksperimentalne provjere. Liječenje visokim dozama fenilalanina sada se testira u brojnim vodećim klinikama u Sjedinjenim Državama kao sredstvo za borbu protiv živčane depresije.

Do danas je metoda uvođenja u tijelo takvog prekursora kateholamina kao L1-DOPA razvijena na najdetaljniji način. L1-DOPA se uzima oralno u tabletama 1 puta dnevno po 0,5 g. Liječenje L1-DOPA koristi se u nizu moskovskih klinika kao sredstvo za obnovu iscrpljenog živčanog sustava. L1-DOPA povećava otpuštanje somatotropnog hormona u krv nakon treninga i naširoko se koristi u SAD-u u tu svrhu.

3) Lijekovi koji pospješuju sintezu kateholamina u središnjem živčanom sustavu

Postoji velika klasa farmakoloških spojeva, tzv. antidepresive, koji se koriste za liječenje živčane depresije, poremećaja povezanog s lošim raspoloženjem. U sportskoj praksi uporaba antidepresiva nije uobičajena, jer. zapravo nemaju stimulativni učinak. Antidepresivi se, međutim, koriste u slučajevima kada je potrebno rehabilitirati sportaša, vratiti ga nakon ozbiljnog iscrpljivanja simpatičko-nadbubrežnog sustava. Obično se to događa nakon teških i odgovornih natjecanja.

4) Nootropici .

Nootropici uključuju cijelu skupinu lijekova koji se koriste za poboljšanje mentalnih sposobnosti. Posebna značajka nootropika je da su netoksični, mogu povećati i mentalnu i fizičku izvedbu. Mehanizam djelovanja nootropika temelji se na njihovoj sposobnosti povećanja energetskog potencijala živčanih stanica. Najslabija karika u živčanoj stanici su mitohondriji – unutarstanične tvorevine koje proizvode energiju za stanicu. U evolucijskom smislu, to su najmlađe tvorevine, stoga su izuzetno ranjive i prije svega trpe bilo kakve štetne utjecaje. Ali oni također reagiraju prije svega na svaki pozitivan utjecaj. Opskrba energijom ključna je karika svake razmjene.

Nootropici ne utječu na sintezu kateholamina kao takvih, ali njihov opći energizirajući učinak jača živčane stanice na način da se povećava sinteza svih neurotransmitera, uključujući i kateholamine.

Najrašireniji nootropici u sportskoj praksi su piracetam (nootropil), natrijev oksibutirat (GHB), pikamilon, piriditol (encefabol). Između ostalog, ovi lijekovi imaju i određeni anabolički učinak, s izuzetkom piriditola. Međutim, piriditol se razlikuje od ostalih nootropnih lijekova po tome što može izravno stimulirati sintezu kateholamina u živčanim stanicama.

Koristiti strogo pod liječničkim nadzorom.

5) Adaptogeni

To je cijela skupina biljaka, neotrovnih za tijelo, koje se naširoko koriste u medicini iu sportu za poticanje performansi. Adaptogeni uključuju takve biljke kao što su ginseng, bodljikavi eleutherococcus, kineska magnolija, mandžurijska aralija, ružičasta radiola, visoka mamac, platanophyllous sterculia, leuzea poput šafranike. Važno je napomenuti da se tonički učinak adaptogena postiže povećanjem osjetljivosti živčanih stanica na kateholamine. Poput kofeina, adaptogeni djeluju na adenilat ciklazu staničnih membrana i doprinose nakupljanju unutarstaničnog fonda cAMP. Time se povećava osjetljivost stanica na kateholamine, jer je cAMP unutarstanični posrednik signala neurotransmitera. Međutim, za razliku od kofeina, čak i vrlo dugotrajna primjena adaptogena ne dovodi do iscrpljivanja intracelularnog fonda cAMP, pa se stoga mogu preporučiti za dugotrajnu primjenu. U nekim zemljama, poput Japana, adaptogene konzumira cjelokupno stanovništvo zajedno s hranom od djetinjstva do smrti bez ikakvih štetnih učinaka.

6) Fiziološki stimulansi

U nekim slučajevima povećanje sinteze kateholamina u središnjem živčanom sustavu može se postići fiziološkim stimulansima. Njihov broj je vrlo velik i samo nabrajanje takvih metoda utjecaja zauzelo bi puno prostora. Razmotrite samo najbanalnije od njih - podlijevanje hladnom vodom.

Od davnina se polijevanje hladnom vodom koristilo kao sredstvo za jačanje živčanog sustava, pa čak i kao lijek za mnoge bolesti. Koji je mehanizam njegovog djelovanja? Iznimno refleksno. Oštar izlaganje hladnoći uzrokuje snažno oslobađanje adrenalina i drugih kateholamina u krv. U ovom slučaju, svrha masivnog otpuštanja kateholamina u krv je sužavanje kožnih žila kako hladnoća ne bi prodrla duboko u tijelo, do unutarnjih organa. Kako se kondicija razvija, oslobađanje kateholamina kao odgovor na izlaganje hladnoći postaje sve jače i jače, zbog povećanja rezervnog kapaciteta živčanog sustava.

S godinama dolazi do smanjenja aktivnosti kateholaminergičkih struktura mozga, što negativno utječe na endokrinu ravnotežu organizma. U središnjem živčanom sustavu počinje prevladavanje aktivnosti onih živčanih struktura, gdje acetilkolin, tvar antagonistična kateholaminima, služi kao neurotransmiter.

Kateholamini i acetilkolin su, takoreći, na dvije različite zdjele iste vage. Prevladavanje kateholaminskih struktura potiskuje acetilkolinske strukture i, obrnuto, prevladavanje acetilkolinskih struktura potiskuje kateholaminske strukture. Živčane stanice u kojima acetilkolin služi kao neurotransmiter evolucijski su starije od onih u kojima kateholamini služe kao medijatori, stoga su otpornije na starenje.

S godinama počinje prevladavati aktivnost acetilkolinskih struktura mozga. Starenje kateholaminskih živčanih centara dovodi do dezinhibicije acetilkolina. Osoba postaje mirnija, uravnoteženija, neaktivna. Senilno drhtanje ruku posljedica je prevladavanja aktivnosti acetilkolinskih struktura nad kateholaminskima. Razmišljanje postaje sporo. Čak i relativno jednostavne stvari koje su se u mladosti radile u šali postaju vrlo naporne.

Problem je u tome što acetilkolin uzrokuje pretjeranu aktivnost kore nadbubrežne žlijezde. To dovodi do povećanog sadržaja glukokortikoidnih hormona u krvi. Njihov višak ima snažan negativan učinak, a razlozi za to su sljedeći:

1. Glukokortikoidni hormoni imaju jak katabolički učinak. Povećava se razgradnja proteina u mišićnom tkivu i rast mišića, čak i kao rezultat najintenzivnijeg treninga, postaje nemoguć. Smanjenje proteinsko-sintetskih procesa dodatno usporava sintezu kateholamina i sve počinje ispočetka. Nastaje začarani krug.

2. Samoobnavljanje proteinskih struktura najbrže se događa u tkivima gastrointestinalnog trakta, pa se katabolički učinak glukokortikoida prvenstveno odražava na želudac i crijeva. Najčešće se javljaju čir na želucu i 12 dvanaestopalačnom crijevu. Rijetko, peptički ulkus. Poznavajući ovaj mehanizam, nije teško pogoditi kako iscrpljivanje živčanog sustava dovodi do razvoja peptičkog ulkusa. Peptički ulkus pak remeti apsorpciju aminokiselina u crijevima i smanjuje anabolizam.

3. Razgradnjom bjelančevina pod djelovanjem glukokortikoida dolazi do povećanog sadržaja glukoze u krvi, koja nastaje iz razgrađenih aminokiselina, što dovodi do nastanka dijabetes melitusa (šećerna bolest tipa II).

4. Povećanje šećera u krvi izaziva odgovor – povećanje otpuštanja inzulina u krv. Inzulin snižava šećer u krvi, uzrokujući njegovu pretvorbu u masno tkivo. Razvija se dobni tip pretilosti.

5. Starosna pretilost uzrokuje povećan sadržaj slobodnih masnih kiselina u krvi. Masnoća se razgrađuje na masne kiseline i glicerol koji ulaze u krvotok, a zatim se vraćaju u potkožne masne depoe. Tako se u tijelu provodi stalna cirkulacija masnih kiselina i glicerola. Što je više masnog tkiva ispod kože, to je više masnih kiselina u krvi, njihova količina u krvi je upravno proporcionalna količini neutralne masti u potkožnom depou. Povećanje količine masnih kiselina u krvi povezano sa starenjem blokira krvne T-limfocite, uzrokujući neutralizaciju stanične imunosti, što dovodi do razvoja malignih tumora.

Čak i površan pogled na nastanak patologije povezane s dobi dovodi nas do ideje da se može i treba liječiti uz pomoć čitavog arsenala sredstava koja povećavaju sadržaj kateholamina u središnjem živčanom sustavu. Izbor takvih sredstava trenutno je prilično širok. Njihovom primjenom ne samo da možemo povećati opću i sportsku izvedbu, ne samo povećati kreativni potencijal osobe, već i aktivno spriječiti razvoj promjena povezanih s dobi, odgoditi starenje tijela i produžiti kreativnu dugovječnost.

________________________________________

1 Simpatično-adrenalni sustav je sustav neurona (živčanih stanica) koji proizvode kateholamine, kojih trenutno ima na desetke.

2 Simpatomimetske tvari (simpatomimetici) su spojevi koji mogu stimulirati živčane stanice koje proizvode kateholamine.

1 Pretreniranost kao takva je smanjenje sadržaja kateholamina u središnjem živčanom sustavu. Pretreniranost je prava bolest, iscrpljenost središnjeg živčanog sustava.

1 L1 – L1– dihidroksifenilalanin.

1 "Hooe" - razmišljanje.