Fyziologické účinky katecholamínov a mechanizmus ich účinku. Čo sú katecholamíny

Hormóny nadobličiek adrenalín a noradrenalínu pod všeobecným názvom katecholamíny sú deriváty aminokyseliny tyrozínu.

Úloha adrenalínu je hormonálna, norepinefrín je prevažne neurotransmiter.

Syntéza

Vykonáva sa v bunkách drene nadobličiek (80 % všetkého adrenalínu), syntéza norepinefrínu (80 %) sa vyskytuje aj v nervových synapsiách.

Reakcie na syntézu katecholamínov

Regulácia syntézy a sekrécie

Aktivovať: stimulácia celiakálneho nervu, stres.

Znížiť: hormóny štítnej žľazy.

Mechanizmus akcie

Mechanizmus účinku hormónov sa líši v závislosti od receptora. Stupeň aktivity receptora sa môže meniť v závislosti od koncentrácie príslušného ligandu.

Napríklad v tukovom tkanive nízka koncentrácie adrenalínu sú α 2 -adrenergné receptory aktívnejšie, s zvýšené koncentrácie (stres) - stimulované β 1 -, β 2 -, β 3 -adrenergné receptory.

Adrenoreceptory lokalizované na pre- a postsynaptických membránach, na bunkovej membráne mimo synapsie. Ich typy sú nerovnomerne rozdelené medzi rôzne orgány. V tomto prípade môže mať orgán buď receptory iba jedného typu, alebo niekoľko typov.
Konečný adrenergný účinok závisí

• z prevahy typu receptorov v orgáne/tkanive,
• z prevahy typu receptorov na konkrétnej bunke,
• na koncentráciu hormónu v krvi,
• od stavu sympatického nervového systému.

Kalcium-fosfolipidový mechanizmus

• pri vzrušení α1-adrenergné receptory.

Mechanizmus adenylátcyklázy

• pri zapojení a2-adrenergné receptory adenylátcykláza je inhibovaná
• pri zapojení β 1 - a β 2 -adrenergné receptory aktivuje sa adenylátcykláza.

Ciele a efekty

a1-adrenergné receptory

Pri vzrušení a1-adrenergné receptory stane sa:

1. Aktivácia glykogenolýza a glukoneogenéza v pečeni.
2. Zníženie hladké svaly

• močovody a zvierač močového mechúra,
• prostata a tehotná maternica,
• radiálny sval dúhovky,
• zdvihnutie vlasov,
• kapsuly zo sleziny.

3. Relaxácia hladké svaly tráviaceho traktu a kontrakcie jeho zvieračov,

α2-adrenergné receptory

Pri vzrušení α2-adrenergné receptory stane sa:

• pokles lipolýza ako výsledok zníženej stimulácie TAG lipázy,
• potlačenie sekrécia inzulínu a sekrécia renínu,
• kŕč krvné cievy v rôznych oblastiach tela,
• relaxácia hladkého svalstva čreva,
• stimulácia agregácia krvných doštičiek.

β 1-adrenergné receptory

Vzrušenie β1-adrenergné receptory(nachádza sa vo všetkých tkanivách) sa prejavuje hlavne:

• aktivácia lipolýza,
• relaxácia hladké svaly priedušnice a priedušiek,
• relaxácia hladké svaly tráviaceho traktu,
• zvýšenie sily a frekvencie kontrakcií myokardu ( ino- a chronotropnýÚčinok).

β2-adrenergné receptory

Vzrušenie β2-adrenergné receptory(nachádza sa vo všetkých tkanivách) sa prejavuje hlavne:

1.Stimulácia

• glykogenolýza a glukoneogenéza v pečeni,
• glykogenolýza v kostrovom svale

2. Zvýšená sekrécia

• inzulín
• hormóny štítnej žľazy.

3.Relaxácia hladké svaly

• priedušnica a priedušky,
• gastrointestinálny trakt,
• tehotná a netehotná maternica,
• krvné cievy v rôznych oblastiach tela,
• močový systém,
• kapsuly na slezinu,

4. Získať kontraktilná činnosť kostrových svalov chvenie),

5. potlačenie uvoľňovanie histamínu zo žírnych buniek.

Vo všeobecnosti sú zodpovedné za katecholamíny biochemické adaptačné reakcie na akútny stres evolučne spojené so svalovou aktivitou - "boj alebo útek":

• zisk tvorba mastných kyselín v tukovom tkanive pre svalovú prácu,
• mobilizácie glukóza z pečene na zvýšenie stability centrálneho nervového systému,
• udržiavanie energie potreby pracujúcich svalov v dôsledku prichádzajúcej glukózy a mastných kyselín,
• pokles anabolické procesy prostredníctvom zníženia sekrécie inzulínu.

Prispôsobenie je vidieť aj v fyziologické reakcie:

mozgu- zvýšený prietok krvi a stimulácia metabolizmu glukózy,

svaly- zvýšená kontraktilita

kardiovaskulárneho systému- zvýšenie sily a frekvencie kontrakcií myokardu, zvýšenie krvného tlaku,

pľúca- rozšírenie priedušiek, zlepšenie ventilácie a spotreby kyslíka,

kožené- znížený prietok krvi

• gastrointestinálny trakt a obličky- zníženie činnosti orgánov, ktoré nenapomáhajú úlohe naliehavého prežitia.

Patológia

hyperfunkcia

Nádor drene nadobličiek, feochromocytóm. Diagnostikuje sa až po prejavení hypertenzie a lieči sa odstránením nádoru.

Úvod

Rovnako ako zadná hypofýza, dreň nadobličiek je derivátom nervového tkaniva. Možno to považovať za rozšírenie sympatického nervového systému, pretože pregangliové vlákna celiakálneho nervu končia na chromafinných bunkách drene nadobličiek.

Tieto bunky dostali svoje meno, pretože obsahujú granule, ktoré sa farbia do červena dvojchrómanom draselným. Takéto bunky sa nachádzajú aj v srdci, pečeni, obličkách, pohlavných žľazách, postgangliových neurónoch sympatického nervového systému a v centrálnom nervovom systéme.

Keď je pregangliový neurón stimulovaný, chromafinné bunky produkujú katecholamíny - dopamín, adrenalín a norepinefrín.

U väčšiny živočíšnych druhov vylučujú chromafínové bunky hlavne epinefrín (~ 80 %) a v menšej miere noradrenalín.

Podľa chemickej štruktúry sú katecholamíny 3,4-dihydroxyderiváty fenyletylamínu. Tyrozín je bezprostredným prekurzorom hormónov.

mozgový hormón katecholamín nadobličiek

Syntéza a sekrécia katecholamínov

K syntéze katecholamínov dochádza v cytoplazme a granulách buniek drene nadobličiek (obr. 11-22). Granule tiež uchovávajú katecholamíny.

Katecholamíny sa do granúl dostávajú transportom závislým od ATP a sú v nich uložené v komplexe s ATP v pomere 4:1 (hormón-ATP). Rôzne granule obsahujú rôzne katecholamíny: niektoré obsahujú iba adrenalín, iné norepinefrín a ďalšie obsahujú oba hormóny.

K vylučovaniu hormónov z granúl dochádza exocytózou. Katecholamíny a ATP sa z granúl uvoľňujú v rovnakom pomere, v akom sú uložené v granulách. Na rozdiel od sympatických nervov bunkám drene nadobličiek chýba mechanizmus spätného vychytávania uvoľnených katecholamínov.

V krvnej plazme tvoria katecholamíny nestabilný komplex s albumínom. Adrenalín sa transportuje najmä do pečene a kostrového svalstva. Norepinefrín sa tvorí hlavne v orgánoch inervovaných sympatickými nervami (80 % z celkového počtu). Norepinefrín sa dostáva do periférnych tkanív len v malých množstvách. T1 / 2 katecholamíny - 10-30 s. Hlavná časť katecholamínov sa rýchlo metabolizuje v rôznych tkanivách za účasti špecifických enzýmov. Len malá časť adrenalínu (~ 5 %) sa vylučuje močom.

Mechanizmus účinku katecholamínov priťahuje pozornosť výskumníkov už takmer storočie. V skutočnosti mnohé zo všeobecných konceptov biológie receptorov a pôsobenia hormónov pochádzajú z najstarších štúdií.

Katecholamíny pôsobia prostredníctvom dvoch hlavných tried receptorov: α-adrenergné a α-adrenergné. Každá z nich je rozdelená do dvoch podtried: resp. Táto klasifikácia je založená na relatívnom poradí väzby k rôznym agonistom a antagonistom. Adrenalín sa viaže (a aktivuje) α aj β receptory, a preto jeho účinok na tkanivo obsahujúce receptory oboch tried závisí od relatívnej afinity týchto receptorov k hormónu. Norepinefrín sa vo fyziologických koncentráciách viaže hlavne na a-receptory.

b-adrenergný receptor

Molekulárne klonovanie cicavčieho génu a-adrenergného receptora a cDNA odhalilo neočakávané vlastnosti. Po prvé, ukázalo sa, že tento gén neobsahuje intróny, a preto spolu s histónovými a interferónovými génmi tvorí jedinú skupinu cicavčích génov, ktorým tieto štruktúry chýbajú. Po druhé, bolo možné zistiť, že a-adrenergný receptor má úzku homológiu s rodopsínom (aspoň v troch peptidových oblastiach), proteínom, ktorý iniciuje vizuálnu odpoveď na svetlo.

Tabuľka 49.2. Účinky sprostredkované rôznymi adrenergnými receptormi

Mechanizmus akcie

Receptory troch z týchto podskupín sú spojené s adenylátcyklázovým systémom. Hormóny, ktoré sa viažu na receptory p a P2, aktivujú adenylátcyklázu, zatiaľ čo hormóny spojené s receptormi a2 ju inhibujú (pozri obrázok 44.3 a tabuľku 44.3). Väzba katecholamínov vyvoláva kondenzáciu receptora na G-proteín, ktorý viaže GTP hem. To buď stimuluje (Gs) alebo inhibuje (GJ) adenylátcyklázu, čo vedie k zvýšeniu alebo potlačeniu syntézy s AM P. Reakcia sa vypne, keď GTPa3a, naviazaný na podjednotku G proteínu, hydrolyzuje GTP (pozri obr. 44.2). a,-receptory sa podieľajú na procesoch vedúcich k zmenám intracelulárnej koncentrácie vápnika alebo k zmenám metabolizmu fosfatidylinozitidu (alebo oboch). Je možné, že pre túto reakciu je potrebný špeciálny G-proteínový komplex.

Existuje funkčná podobnosť medzi katecholamínovým receptorom a systémom vizuálnej odozvy. Pri svetelnej stimulácii dochádza ku konjugácii rodopsínu s transducínom, komplexom G-proteínu, ktorého a-podjednotka tiež viaže GTP. Aktivovaný G proteín zase stimuluje fosfodiesterázu, ktorá hydrolyzuje cGMP. V dôsledku toho sa iónové kanály v membráne buniek sietnicového kužeľa uzavrú a dôjde k vizuálnej reakcii. Vypne sa, keď GTPa3a spojený s α-podjednotkou hydrolyzuje naviazaný GTP. Neúplný zoznam biochemických a fyziologických účinkov sprostredkovaných rôznymi adrenergnými receptormi je uvedený v tabuľke. 49.2.

Aktivácia fosfoproteínov proteínkinázou závislou od cAMP (pozri obrázok 44.4) sprostredkúva mnohé biochemické účinky adrenalínu. Vo svaloch a v menšej miere aj v pečeni adrenalín stimuluje glykogenolýzu aktiváciou proteínkinázy, ktorá následne aktivuje fosforylázovú kaskádu (pozri obrázok 19.7). Fosforylácia glykogénsyntázy naopak oslabuje syntézu glykogénu. Adrenalín pri pôsobení na srdce zväčšuje minútový objem v dôsledku zvýšenia sily (inotropný účinok) a frekvencie (chronotropný účinok) kontrakcií, s čím súvisí aj zvýšenie obsahu cAMP. V tukovom tkanive adrenalín zvyšuje obsah cAMP, pod vplyvom ktorého sa hormón-senzitívna lipáza mení na aktívnu (fosforylovanú) formu. Tento enzým zvyšuje lipolýzu a uvoľňovanie mastných kyselín do krvi. Mastné kyseliny sa využívajú ako zdroj energie vo svaloch a navyše dokážu aktivovať glukoneogenézu v pečeni.

Hlavné hormonálne katecholamíny (adrenalín a noradrenalín) sú z veľkej časti produkované chromafinným tkanivom živočíšneho organizmu (názov tohto špecializovaného tkaniva je spôsobený jeho hnedo-hnedým sfarbením soľami chrómu). Chromafinné bunky pozostávajú z drene nadobličiek, paraganglií umiestnených v blízkosti sympatických uzlín a reťazca špeciálnych útvarov v blízkosti brušnej aorty a v oblasti, kde z nej vychádza dolná mezenterická artéria.

Ďalším dôležitým miestom pre tvorbu týchto katecholamínov sú orgánové synapsie sympatického nervového systému a niektorých častí mozgu. Dopamín je katecholamínový hormonoid hypotalamu (laktostatín).

V roku 1939 Blaschko navrhol, že počiatočnými substrátmi pre biosyntézu katecholamínov sú fenylalanín alebo tyrozín. Podľa hypotézy sa najskôr premenia na dihydroxyfenylalanín (DOPA), potom DOPA na dopamín, z dopamínu sa syntetizuje norepinefrín a z neho sa syntetizuje adrenalín. Následne bola hypotéza plne potvrdená experimentálne. Enzýmy zapojené do biosyntézy katecholamínov boli tiež identifikované:

Ako je uvedené vyššie, fenylalanín, ktorý je oxidovaný v 4. polohe benzénového kruhu, sa môže ľahko zmeniť na tyrozín (hydroxyfenylalanín). Tyrozín, ktorý je vytvorený z fenylalanínu alebo už existuje v bunke, podlieha hydroxylácii na 3. atóme uhlíka kruhu v rozpustnej časti cytoplazmy za vzniku DOPA. Tento stupeň biosyntézy je úzkym (obmedzujúcim) článkom v procese a je riadený špeciálnym enzýmom tyrozínhydroxylázou v prítomnosti NADPH, O2 a tetrahydropteridínu ako kofaktora. Tyrozínhydroxyláza je aktivovaná iónmi Fe2+ a síranom amónnym. Ďalším stupňom tvorby katecholamínov je dekarboxylácia DOPA, ktorej výsledkom je vznik dihydroxyfenylalanínamínu (dopamínu).

Toto štádium riadi cytoplazmatický enzým DOPA-dekarboxyláza, ktorý zjavne pôsobí v prítomnosti kofaktora pyridoxal-5"-fosfátu. Dopamín syntetizovaný v rozpustnej časti cytoplazmy prechádza ďalej do sekrečných granúl chromafinných alebo sympatergických buniek, kde sa enzymaticky viaže na bočný reťazec v polohe β- hydroxylovej skupiny a mení sa na norepinefrín.

Premena dopamínu na norepinefrín nastáva v prítomnosti vzdušného kyslíka a kyseliny askorbovej pôsobením enzýmu dopamín-β-hydroxylázy (fenyletylamín-β-oxidázy), aktivovaného Cu2+. Tento enzým má široký rozsah substrátovej špecifickosti a je schopný hydroxylovať množstvo biogénnych amínov. Ak sa biosyntéza norepinefrínu uskutočňuje v špeciálnych granulách norepinefrínu, proces sa v tomto štádiu zastaví a výsledný hormón sa môže vylučovať.

Noradrenalín je však možné transportovať aj do špeciálnych adrenalínových granúl, kde sa mení na adrenalín. Proces premeny norepinefrínu na adrenalín sa redukuje na nahradenie atómu vodíka aminoskupiny metylovým radikálom a uskutočňuje sa pomocou enzýmu fenyletanolamín-N-metyltransferázy. Tento enzým sa nachádza prevažne v špeciálnych adrenalínových granulách buniek produkujúcich katecholamíny. Metylácia norepinefrínu tiež vyžaduje aminokyselinu metionín ako donor metylového radikálu a ATP ako aktivátor jeho transportu.

Súčasne ATP najskôr interaguje s metionínom v prítomnosti Mg2+ iónov, čím sa vytvorí aktivovaná forma aminokyseliny S-adenosylmetionín, po ktorej sa metylový radikál prenesie N-metyltransferázou z molekuly S-adenosylmetionínu na molekulu norepinefrínu. . Intenzita tvorby adrenalínu teda závisí na jednej strane od úrovne biosyntézy norepinefrínu a na druhej strane od zásob metylových skupín metionínu. Systém zabezpečujúci metyláciu norepinefrínu a následne aj intenzitu biosyntézy adrenalínu je v nerovnakých bunkách produkujúcich katecholamíny prezentovaný odlišne.

Sympatergické nervové bunky majú teda nízku úroveň aktivity metylačného systému a tvoria prevažne norepinefrín, hlavný sympatický mediátor (Euler, 1956). Dopamín môže pôsobiť aj ako nervový mediátor v niektorých mozgových bunkách. Zároveň majú nadobličky u mnohých druhov veľké množstvo buniek, ktoré obsahujú adrenalínové granuly bohaté na metylačný systém. Výsledkom je, že nadobličky produkujú veľké množstvo adrenalínu, ktorý u mnohých zvierat slúži ako hlavný hormonoid žliaz.

Takže v ľudských nadobličkách adrenalín tvorí v priemere 83% všetkých katecholamínov, v nadobličkách králikov a morčiat - viac ako 95%, kráv - 80%. U mačiek boli v žľaze zaznamenané rovnaké množstvá adrenalínu a norepinefrínu, zatiaľ čo u veľrýb a hydiny výrazne prevláda norepinefrín, ktorý dosahuje 80 % všetkých katecholamínov. Hodnoty pomeru adrenalínu a norepinefrínu v chromafinných bunkách môžu mať významný fyziologický význam, pretože ich biologické účinky sú značne odlišné.

Biosyntéza katecholamínov v dreni nadobličiek je priamo regulovaná nervovými impulzmi prichádzajúcimi cez celiakálny nerv (Cheboksarov, 1910). Dá sa predpokladať, že nervová regulácia biosyntetických procesov sa uskutočňuje hlavne v štádiu tyrozínhydroxylázy (obmedzujúci článok v biosyntéze), ako aj v štádiách dekarboxylácie dopamínu a metylácie norepinefrínu.

Kortikosteroidy a inzulín sa podieľajú na regulácii biosyntetických procesov. Katecholamíny samotné inhibujú aktivitu tyrozínhydroxylázy a podieľajú sa tak na samoregulácii biosyntetických procesov.

Všetky vyššie formy ľudského správania sú spojené s normálnym fungovaním katecholaminergných buniek – nervových buniek, ktoré syntetizujú katecholamíny a využívajú ich ako mediátor. Na aktivite syntézy a uvoľňovania katecholamínov závisia také zložité procesy ako memorovanie a reprodukcia informácií, sexuálne správanie, agresivita a pátracia reakcia, úroveň nálady a aktivita v životnom zápase, rýchlosť myslenia, emocionalita, úroveň celkového energetického potenciálu atď. . Čím aktívnejšia je syntéza a uvoľňovanie katecholamínov v kvantitatívnom vyjadrení, tým vyššia je nálada, celková úroveň aktivity, sexualita, rýchlosť myslenia a jednoducho výkon.

Najvyššie hladiny katecholamínov (na jednotku telesnej hmotnosti) sú u detí. Deti sa od dospelých líšia predovšetkým veľmi vysokou emocionalitou a pohyblivosťou, schopnosťou rýchlo prepínať myslenie z jedného objektu na druhý. Deti majú výnimočne dobrú pamäť, vždy dobrú náladu, vysokú schopnosť učenia a kolosálnu pracovnú kapacitu.

S vekom sa syntéza katecholamínov v centrálnom nervovom systéme aj na periférii spomaľuje. Má to rôzne dôvody: starnutie bunkových membrán, vyčerpanie genetických rezerv a celkový pokles syntézy bielkovín v tele. V dôsledku zníženia rýchlosti myšlienkových procesov klesá emocionalita, klesá nálada. S vekom sa všetky tieto javy zhoršujú: emocionalita, pokles nálady, prípady depresie nie sú nezvyčajné. Dôvodom je jeden - pokles syntézy katecholamínov v tele súvisiaci s vekom. Prečo výkon priamo závisí od množstva katecholamínov v nervových bunkách?

Katecholamíny majú mobilizačný účinok na energetické zásoby nervových buniek. Aktivujú redoxné procesy v tele, „naštartujú“ spaľovanie energetických zdrojov – v prvom rade sacharidov, potom tukov a aminokyselín.

Katecholamíny zvyšujú citlivosť bunkových membrán na pohlavné hormóny a somatotropín. Bez toho, aby skutočne mali anabolický účinok, zvyšujú syntézu bielkovín zvýšením citlivosti buniek na anabolické faktory. Katecholamíny priamo alebo nepriamo zvyšujú činnosť samotných žliaz s vnútorným vylučovaním, stimulujú hypotalamus a hypofýzu. Pri akejkoľvek tvrdej práci, najmä fyzickej, sa obsah katecholamínov v krvi zvyšuje. Ide o adaptívnu reakciu tela na záťaž akéhokoľvek druhu. A čím výraznejšia je reakcia, tým lepšie sa telo prispôsobí, tým rýchlejšie sa dosiahne stav kondície. Pri intenzívnej fyzickej práci, zrýchlenom tepe, zvýšení telesnej teploty (subjektívne pociťované ako teplo v tele a potenie) – to všetko nespôsobuje nič iné, ako uvoľnenie veľkého množstva katecholamínov do krvi.

Hlavné typy katecholamínov v tele predstavujú tri zlúčeniny:

1. Adrenalín;

2. noradrenalín;

3. Dopamín.

Adrenalín, látka produkovaná nadobličkami. Často sa mu hovorí „hormón strachu“ kvôli tomu, že keď sa bojí, srdce často začne biť kvôli silnému uvoľňovaniu adrenalínu do krvi. To však nie je celkom pravda. K uvoľneniu adrenalínu dochádza pri akomkoľvek silnom vzrušení alebo veľkej fyzickej námahe. Adrenalín zvyšuje priepustnosť bunkových membrán pre glukózu, podporuje rozklad glykogénu a tukov. Ak je človek vystrašený alebo vzrušený, jeho vytrvalosť sa dramaticky zvyšuje. Adrenalín je aktívny doping ľudského tela. Čím viac zásob adrenalínu v nadobličkách, tým vyššia fyzická a psychická výkonnosť.

Na rozdiel od adrenalínu, noradrenalínu nazývaný hormón hnevu, pretože. V dôsledku uvoľnenia norepinefrínu do krvi vždy nastáva agresívna reakcia. Od adrenalínu človeku bledne tvár, od norepinefrínu červená. Guy Julius Caesar vyberal do svojej armády len tých vojakov, ktorých tvár v boji sčervenela. To hovorilo o zvýšenej agresivite takýchto vojakov. Ak epinefrín zvyšuje hlavne vytrvalosť, potom norepinefrín výrazne zvyšuje svalovú silu.

Vysoký obsah v nervovom systéme dopamín posilňuje všetky sexuálne reflexy a zvyšuje citlivosť buniek na pohlavné hormóny, čo prispieva k vysokému anabolizmu. Adolescenti majú najvyššie hladiny dopamínu v CNS. Ich nálada nesie nádych eufórie a ich správanie je poznačené výraznou hypersexualitou. Akýkoľvek tréning, dokonca aj nesprávny z metodického hľadiska, v dospievaní má dobrý anabolický účinok. Pokles hladín dopamínu súvisiaci s vekom spôsobuje depresiu súvisiacu s vekom (zníženie nálady), pokles sexuálnej aktivity (u mužov) a spomalenie rýchlosti anabolických reakcií.

Katecholamíny realizujú energetický potenciál tela. Ak sú energetické zásoby organizmu vyčerpané, potom uvoľnenie katecholamínov vedie k ešte väčšiemu vyčerpaniu až smrti.

K realizácii energetického potenciálu tela dochádza predovšetkým v dôsledku rozkladu pečeňových glykogénových zásob a v druhom rade v dôsledku svalového glykogénu. Odbúravanie svalového glykogénu vedie k výraznému zvýšeniu svalovej sily a mobilizácia zásoby pečeňového glykogénu zvyšuje krátkodobú vytrvalosť. Ďalšie uvoľňovanie katecholamínov zvyšuje uvoľňovanie mastných kyselín do krvi zo zásob podkožného tuku a mastné kyseliny sú praktickým „nevyčerpateľným“ zdrojom energie v tele.

Katecholamíny zvyšujú nervovosvalové vedenie, zvyšujú rýchlosť reakcie a rýchlosť myslenia.

Už povrchné oboznámenie sa s metabolizmom katecholamínov v organizme nám pomáha dospieť k záveru, že katecholamíny sú kľúčovým článkom mentálnej aj fyzickej výkonnosti, a to v rýchlosti aj v kvalite myslenia. Kreativita, schopnosť abstraktného a umeleckého myslenia, analýzy a syntézy priamo závisí od metabolizmu katecholamínov.

Pri analýze života veľkých ľudí: politikov, vedcov, hudobníkov, umelcov atď. možno zaznamenať úžasné črty. Napríklad ochorenie, akým je dna, sa u nich vyskytuje takmer 200-krát častejšie ako u bežných ľudí. Hlavným mechanizmom dny je hromadenie kyseliny močovej v krvi. Kyselina močová má schopnosť stimulovať katecholamínové receptory, čím zvyšuje citlivosť buniek na katecholamíny. Dna majú preto živosť charakteru a vysokú pohyblivosť myslenia.

Stimulačný účinok nápojov ako čaj a káva je veľmi podobný stimulačnému účinku kyseliny močovej. tieto nápoje pôsobia na rovnaké receptory ako kyselina močová. Čajové a kávové alkaloidy „naštartujú“ syntézu špeciálneho enzýmu – adenylátcyklázy. Adenylátcykláza vedie k akumulácii c-AMP (cyklický adenozínmonofosfát) v bunkách. Mení mechanizmus bunky, zvyšuje jej citlivosť na katecholamíny. Jediným problémom je, že pravidelný príjem čaju a kávy vyčerpáva zásoby c-AMP v bunke a v konečnom dôsledku vyčerpáva nervový systém. Z tohto dôvodu nemožno odporučiť čaj a kávu ako športové stimulanty. Medzi ľuďmi s výnimočnými schopnosťami, desaťkrát častejšie ako medzi bežnými ľuďmi, sú ľudia so zvýšenou funkciou štítnej žľazy. A to tiež nie je prekvapujúce, pretože hormóny štítnej žľazy ostro simulujú syntézu katecholamínov v tele a zvyšujú citlivosť buniek na ne. Takmer všetci veľkí ľudia majú takú vlastnosť ako hypersexualita. Historici tomu často venujú pozornosť. Pohlavné hormóny sú schopné nahradiť katecholamínové receptory a tým majú aktivačný účinok na centrálny nervový systém.

Ako vidíte, všetko sa v konečnom dôsledku uzatvára na katecholamínoch: dna a zvýšená funkcia štítnej žľazy a zvýšená aktivita pohlavných žliaz. V takom uznávanom géniovi, akým je Alexander Sergejevič Puškin, bola kombinácia všetkých troch vyššie uvedených faktorov. Trpel dedičnou dnou, s ktorou bojoval každodennými studenými ľadovými kúpeľmi. Kvôli zvýšenej funkcii štítnej žľazy mal extrémne vysokú fyzickú a intelektuálnu aktivitu a nikdy nespal viac ako 5-6 hodín denne. Pokiaľ ide o milostné záležitosti Alexandra Sergejeviča, všetky sú známe a nepotrebujú komentáre.

Katecholamíny stimulujú fyzickú aktivitu v rovnakej miere ako intelektuálnu aktivitu. Ten istý A.S. Pushkin bol vynikajúci športovec: veľa plával, oplotil, boxoval atď.

Nielen kyselina močová, hormóny štítnej žľazy a pohlavné žľazy aktivujú syntézu katecholamínov. Existuje mnoho chorôb a dokonca aj jednoducho dedičných faktorov, v dôsledku ktorých sa katecholamíny produkujú vo zvýšenom množstve, ale všetky tieto faktory sú pomerne zriedkavé.

Moderná farmakológia dosiahla veľa, s jej pomocou môžeme zasahovať tak do syntézy jednotlivých katecholamínov, ako aj do činnosti celého sympatiko-nadobličkového systému1 ako celku. Zvýšením aktivity katecholamínových systémov môžeme dosiahnuť taký nárast športového výkonu, o akom sme doteraz mohli len snívať.

Takmer všetky v súčasnosti známe katecholamíny sú klasifikované ako doping. Za doping sa považujú nielen látky ako adrenalín, pararenalín a dopamín. Takmer všetky sympatomimetické látky sú klasifikované ako doping2. Najznámejšie sympatomimetiká sú amfetamíny. Amfetamíny výrazne zvyšujú vytrvalosť a používajú sa najmä v športoch, kde sa vyžaduje vytrvalosť aj reakčný čas (napríklad v boxe).

Veľmi obľúbeným liekom je aj efedrín, rastlinný alkaloid získavaný z prasličky roľnej. Efedrín je mimoriadne populárny medzi kulturistami, pretože veľmi dobre spaľuje tukové tkanivo, no zároveň sa „nedotýka“ svalového tkaniva. Sympatomimetiká sa vo všeobecnosti líšia tým, že nemajú vlastný anabolický účinok, zvyšujú potréningové uvoľňovanie somatotropínu a androgénov do krvi, t.j. potencujú fyziologický účinok tréningu na organizmus.

Niet pochýb o tom, že akékoľvek sympatomimetikum vo veľkých ultra vysokých dávkach môže byť škodlivé a môže spôsobiť vyčerpanie nervového systému.

Problém sympatomimetík vo všeobecnosti nie je taký jednoduchý, ako sa zdá. Zakázať ich používanie v športe je jednoducho nemožné, už len preto, že mnohé lieky zostávajú v krvi len niekoľko desiatok minút a už nimi spôsobené fyziologické účinky trvajú hodiny. Niektoré katecholamíny, akokoľvek sa to na prvý pohľad môže zdať zvláštne, v malých dávkach pôsobia anabolicky, pomáhajú budovať svalovú hmotu a silu.

Adrenalín je považovaný za klasický katecholamín. V poslednej dobe sa objavilo množstvo vedeckých prác, v ktorých bol dokázaný anabolický a celkovo zdravie zlepšujúci účinok malých dávok adrenalínu (1/10-1/20 až vyvolávajúcich stimuláciu). Ak veľké dávky adrenalínu (od 1 ml a vyššie) spôsobujú búšenie srdca, zvýšenie hladiny cukru v krvi, zvýšenie krvného tlaku a rozklad glykogénu v glykogénových zásobách, potom môžu jeho dávky pôsobiť opačne. Pulz sa spomaľuje, krvný tlak klesá, hladina cukru v krvi klesá a pri dlhodobom užívaní dochádza k výraznému anabolickému účinku. Prirodzene, použitie takýchto malých dávok nemá žiadny stimulačný účinok a nemôže byť ani reči o žiadnom dopingovom účinku.

Sympatomimetiká sú rôzne. V niektorých z nich, dokonca aj v relatívne veľkých dávkach, je stimulačný účinok slabo vyjadrený a anabolický účinok je dosť silný. V posledných rokoch sa v športe rozšírila droga ako clenbuterol. Ide o syntetický katecholamín, ktorý nemá v prírode analógy. Tento liek sa používa na liečbu bronchiálnej astmy, ako aj na niektoré typy dýchavičnosti, pľúcneho aj srdcového pôvodu. Len čo sa clenbuterol dostal do lekárskej praxe, okamžite sa začal hojne využívať v športe a ukázalo sa, že okrem stimulačného účinku má aj výrazný anabolický účinok, porovnateľný s účinkom anabolických steroidov. Klenbuterol navyše nespôsobuje výrazné búšenie srdca, excitáciu centrálneho nervového systému a zvýšenie krvného tlaku ako iné syntetické katecholamíny.

Účinok clenbuterolu je veľmi zvláštny. Rovnako ako malé dávky adrenalínu, aj malé dávky clenbuterolu majú výrazný regeneračný a anabolický účinok. Súčasne sa prejavuje výrazný protizápalový a antialergický účinok lieku. Rovnako ako niektoré iné katecholamíny, clenbuterol zlepšuje sexuálne funkcie u mužov a mierne zlepšuje náladu. Napriek tomu treba poznamenať, že lekárska komisia MOV klasifikovala clenbuterol ako doping.

Ako už vieme, s pribúdajúcim vekom obsah katecholamínov v centrálnom nervovom systéme klesá jednak z genetických príčin, jednak z dôvodu vyčerpania zásob (depot) katecholamínov v nervových bunkách. Každá nervová bunka z katecholaminergných štruktúr má určitú rezervu (depot) katecholamínov.

Pri silnom strese (vrátane vysokej fyzickej námahy) dochádza k masívnemu uvoľňovaniu katecholamínov z depa. Niekedy takéto uvoľnenie dosiahne také stupne, že sa depot katecholamínov vyčerpá a samotná nervová bunka už nedokáže nahradiť ich nedostatok. Nie je nič horšie ako úbytok katecholamínov v centrálnom nervovom systéme. Predtým v medicíne existoval taký termín ako "vyčerpanie nervového systému". Teraz sa takémuto vyčerpaniu hovorí "vyčerpanie sympatiko-nadobličkového systému" a myslí sa ním vyčerpanie zásob katecholamínov v nervových bunkách. Telo s takýmto vyčerpaním mizne doslova pred očami.

Na človeka dopadajú všetky mysliteľné a nemysliteľné choroby. Rýchlo starne. Takéto rýchle vymieranie je spôsobené tým, že veľa v tele závisí od regulačnej úlohy katecholamínov. Ani samoobnova bunkových membrán (subcelulárna molekulárna úroveň!) nie je možná bez dostatočného obsahu katecholamínov v organizme. Pod kontrolou adrenalínu a niektorých ďalších látok molekuly fosfolipidov neustále „vstupujú“ a „opúšťajú“ bunkové membrány a vykonávajú ich „aktuálnu opravu“. Stabilita bunkových membrán a životaschopnosť bunky, jej odolnosť voči všetkým vonkajším (aj vnútorným) škodlivým faktorom závisí od intenzity a užitočnosti takejto opravy prúdu.

Závery:

1. Silné stresy (vrátane nadmernej fyzickej aktivity) znižujú obsah katecholamínov v centrálnom nervovom systéme. Aby sa nevyčerpali zásoby katecholamínov v centrálnom nervovom systéme, je potrebné správne trénovať (nie pretrénovať1) a po cvičení sa správne zotaviť. Akákoľvek súťaž sa vyznačuje maximálnou mobilizáciou zásob katecholamínov a ich vyčerpaním. Preto je veľmi dôležité vedieť tomuto vyčerpaniu predchádzať, obnovovať vynaložené rezervy, inak sa skôr či neskôr úplne vyčerpajú a potom budete musieť šport opustiť.

2. Obnova zásob CNS bez racionálnej medikamentóznej terapie je nemožná. Popierať to znamená byť pokrytecké. Navyše, moderná tréningová záťaž veľkého športu je taká veľká, že sama o sebe je vážnym oslabujúcim faktorom. Rehabilitačná liečba môže byť potrebná nielen v medzisúťažných obdobiach, ale dokonca aj v medzitréningových obdobiach. Existuje niekoľko spôsobov, ako obnoviť zásoby katecholamínov v nervových bunkách:

1. Zavedenie malých dávok katecholamínov;

2. Úvod do tela katecholamínových prekurzorov;

3. Lieky, ktoré zvyšujú syntézu katecholamínov v centrálnom nervovom systéme;

4. nootropiká;

5. Adaptogény;

1) Fyziologické stimulanty.

Zavedenie malých dávok katecholamínov

Zavedením malých dávok katecholamínov (prísne pod dohľadom lekára) je možné obnoviť vyčerpané zásoby katecholamínov v centrálnom nervovom systéme a zvýšiť celkový aj športový výkon.

Bolo by logické predpokladať, že zavedenie katecholamínov do tela spôsobí odozvu – zníženie syntézy katecholamínov samotným organizmom. Toto sa nazýva negatívna spätná väzba. Stáva sa to tak, ale len vtedy, ak sa katecholamíny podávajú vo veľkých dávkach. Ak používate malé dávky, situácia je presne opačná: reakcia typu pozitívnej spätnej väzby. V reakcii na to telo začne produkovať svoje vlastné katecholamíny vo zvýšenom množstve. Doposiaľ bola najpodrobnejšie vyvinutá metóda zavádzania malých dávok adrenalínu do tela. Adrenalín sa podáva subkutánnou injekciou raz denne v dávkach od 1/10 do 1/20 priemernej terapeutickej dávky. Subkutánna injekcia adrenalínu umožňuje dosiahnuť pomerne výrazný anabolický účinok a čo je dôležité, znižuje riziko prechladnutia.

2) Úvod do tela katecholamínových prekurzorov

Všetky katecholamíny sú v tele syntetizované z aminokyseliny fenylalanínu. Vo všeobecnosti môže byť reťazec syntézy katecholamínov reprezentovaný nasledovne: fenylalanín -> L1-DOPA1 -> dopamín -> norepinefrín -> adrenalín.

Najfyziologickejšie je zavedenie aminokyseliny fenylalanínu do tela vo veľkých množstvách, rádovo niekoľko gramov. Tým sa jemne aktivuje celý sympatiko-nadobličkový systém, čím sa zvyšuje obsah všetkých katecholamínov v tele. Takéto techniky už existujú, ale stále sú v štádiu experimentálneho overovania. Liečba vysokými dávkami fenylalanínu sa teraz testuje na mnohých popredných klinikách v Spojených štátoch amerických ako prostriedok boja proti nervovej depresii.

Doteraz bol najpodrobnejšie vyvinutý spôsob zavedenia takého prekurzora katecholamínov, ako je L1-DOPA, do tela. L1-DOPA sa užíva perorálne v tabletách 1-krát denne po 0,5 g Liečba L1-DOPA sa používa na mnohých moskovských klinikách ako prostriedok na obnovu vyčerpaného nervového systému. L1-DOPA zvyšuje po tréningu uvoľňovanie somatotropného hormónu do krvi a v USA sa na tento účel široko používa.

3) Lieky, ktoré zvyšujú syntézu katecholamínov v centrálnom nervovom systéme

Existuje veľká trieda farmakologických zlúčenín, tzv. antidepresíva, ktoré sa používajú na liečbu nervovej depresie, poruchy spojenej so zníženou náladou. V športovej praxi nie je užívanie antidepresív bežné, pretože. v skutočnosti nemajú stimulačný účinok. Antidepresíva sa však používajú v prípadoch, keď je potrebné rehabilitovať športovca, obnoviť ho po ťažkom vyčerpaní sympatiko-nadobličkového systému. Zvyčajne sa to stane po ťažkých a zodpovedných súťažiach.

4) Nootropiká .

Nootropiká zahŕňajú celú skupinu liekov, ktoré sa používajú na zlepšenie duševných schopností. Charakteristickým rysom nootropík je, že sú netoxické, schopné zvýšiť duševnú aj fyzickú výkonnosť. Mechanizmus účinku nootropík je založený na ich schopnosti zvyšovať energetický potenciál nervových buniek. Najslabším článkom nervovej bunky sú mitochondrie – vnútrobunkové útvary, ktoré produkujú energiu pre bunku. Z evolučného hľadiska ide o najmladšie formácie, preto sú mimoriadne zraniteľné a v prvom rade trpia akýmkoľvek škodlivým vplyvom. Ale tiež reagujú v prvom rade na akýkoľvek pozitívny vplyv. Dodávka energie je kľúčovým článkom každej výmeny.

Nootropiká neovplyvňujú syntézu katecholamínov ako takých, ich celkový energizujúci účinok však posilňuje nervové bunky tak, že sa zvyšuje syntéza všetkých neurotransmiterov, vrátane katecholamínov.

Najpoužívanejšími nootropikami v športovej praxi sú piracetam (nootropil), oxybutyrát sodný (GHB), pikamilon, pyriditol (encefabol). Okrem iného majú tieto lieky aj určitý anabolický účinok, s výnimkou pyriditolu. Pyriditol sa však od iných nootropík líši tým, že môže priamo stimulovať syntézu katecholamínov v nervových bunkách.

Používajte prísne pod lekárskym dohľadom.

5) Adaptogény

Ide o celú skupinu rastlín, pre telo netoxických, ktoré sa široko používajú ako v medicíne, tak aj v športe na stimuláciu výkonu. Adaptogény zahŕňajú také rastliny, ako je ženšen, eleuterokok ostnatý, čínska magnólia viniča, mandžuská aralia, ružová rádiola, vysoká návnada, platanofilná sterculia, leuzea podobná svetlice. Je pozoruhodné, že tonický účinok adaptogénov sa dosahuje zvýšením citlivosti nervových buniek na katecholamíny. Podobne ako kofeín, adaptogény pôsobia na adenylátcyklázu bunkových membrán a prispievajú k akumulácii intracelulárneho fondu cAMP. To zvyšuje citlivosť buniek na katecholamíny, pretože cAMP je intracelulárny mediátor neurotransmiterového signálu. Na rozdiel od kofeínu však ani veľmi dlhodobé podávanie adaptogénov nevedie k vyčerpaniu vnútrobunkového fondu cAMP, a preto ich možno odporučiť na dlhodobé užívanie. V niektorých krajinách, ako je Japonsko, sú adaptogény konzumované celou populáciou spolu s jedlom od detstva až po smrť bez akýchkoľvek škodlivých účinkov.

6) Fyziologické stimulanty

V niektorých prípadoch je možné dosiahnuť zvýšenie syntézy katecholamínov v centrálnom nervovom systéme pomocou fyziologických stimulantov. Ich počet je veľmi veľký a len vymenovanie takýchto spôsobov ovplyvňovania by zabralo veľa miesta. Zvážte iba najbanálnejšie z nich - oblievanie studenou vodou.

Od staroveku sa oblievanie studenou vodou používalo ako prostriedok na posilnenie nervového systému a dokonca aj ako liek na mnohé choroby. Aký je mechanizmus jeho pôsobenia? Výnimočne reflexné. Prudké vystavenie chladu spôsobuje silné uvoľnenie adrenalínu a iných katecholamínov do krvi. V tomto prípade je účelom masívneho uvoľňovania katecholamínov do krvi zúženie kožných ciev, aby chlad neprenikol hlboko do tela, k vnútorným orgánom. S rozvojom kondície sa uvoľňovanie katecholamínov v reakcii na vystavenie chladu stáva silnejšie a silnejšie v dôsledku zvýšenia rezervnej kapacity nervového systému.

S vekom dochádza k znižovaniu aktivity katecholaminergných štruktúr mozgu, čo negatívne ovplyvňuje endokrinnú rovnováhu organizmu. V centrálnom nervovom systéme začína prevaha aktivity tých nervových štruktúr, kde ako neurotransmiter slúži acetylcholín, látka antagonistická ku katecholamínom.

Katecholamíny a acetylcholín sú akoby na dvoch rôznych miskách rovnakej váhy. Prevaha katecholamínových štruktúr potláča acetylcholínové štruktúry a naopak, prevaha acetylcholínových štruktúr potláča katecholamínové štruktúry. Nervové bunky, kde acetylcholín slúži ako neurotransmiter, sú evolučne staršie ako tie, kde katecholamíny slúžia ako mediátory, preto sú odolnejšie voči starnutiu.

S vekom začína prevládať aktivita acetylcholínových štruktúr mozgu. Starnutie katecholamínových nervových centier vedie k dezinhibícii acetylcholínu. Človek sa stáva pokojnejším, vyrovnanejším, nečinnejším. Starecké chvenie rúk je výsledkom prevahy aktivity acetylcholínových štruktúr nad katecholamínovými. Myslenie sa stáva pomalým. Dokonca aj relatívne jednoduché veci, ktoré sa robili žartom v mladom veku, sa stávajú veľmi pracnými.

Problém je v tom, že acetylcholín spôsobuje nadmernú aktivitu kôry nadobličiek. To vedie k zvýšenému obsahu glukokortikoidných hormónov v krvi. Ich prebytok má silný negatívny vplyv a dôvody na to sú nasledovné:

1. Glukokortikoidné hormóny majú silný katabolický účinok. Rozklad bielkovín vo svalovom tkanive sa zvyšuje a rast svalov, dokonca aj v dôsledku najintenzívnejšieho tréningu, sa stáva nemožným. Pokles procesov syntézy bielkovín ďalej spomaľuje syntézu katecholamínov a všetko začína odznova. Vzniká začarovaný kruh.

2. Samoobnova bielkovinových štruktúr prebieha najrýchlejšie v tkanivách gastrointestinálneho traktu, preto sa katabolický účinok glukokortikoidov prejavuje predovšetkým v žalúdku a črevách. Najčastejšie ide o vredy žalúdka a 12 vredov dvanástnika. Zriedkavo peptický vred. Keď poznáme tento mechanizmus, nie je ťažké uhádnuť, ako vyčerpanie nervového systému vedie k vzniku peptického vredu. Peptický vred zase narúša vstrebávanie aminokyselín v čreve a znižuje anabolizmus.

3. Rozklad bielkovín pôsobením glukokortikoidov vedie k zvýšenému obsahu glukózy v krvi, ktorá vzniká z rozložených aminokyselín, čo vedie k vzniku vekom podmieneného diabetes mellitus (diabetes II. typu).

4. Zvýšenie hladiny cukru v krvi vyvoláva reakciu – zvýšenie uvoľňovania inzulínu do krvi. Inzulín znižuje hladinu cukru v krvi, čo spôsobuje jeho premenu na tukové tkanivo. Vyvíja sa vekový typ obezity.

5. Obezita súvisiaca s vekom spôsobuje zvýšený obsah voľných mastných kyselín v krvi. Tuk sa rozkladá na mastné kyseliny a glycerol, ktoré sa dostávajú do krvného obehu a potom sa vracajú do podkožných tukových zásob. V tele sa tak uskutočňuje neustála cirkulácia mastných kyselín a glycerolu. Čím viac tuku pod kožou, tým viac mastných kyselín v krvi, ich množstvo v krvi je priamo úmerné množstvu neutrálneho tuku v podkožnom depe. Vekom podmienené zvýšenie množstva mastných kyselín v krvi blokuje krvné T-lymfocyty, čo spôsobuje neutralizáciu bunkovej imunity, čo vedie k rozvoju zhubných nádorov.

Aj povrchný pohľad na vznik vekom podmienenej patológie nás privádza k myšlienke, že ju možno a treba liečiť pomocou celého arzenálu prostriedkov, ktoré zvyšujú obsah katecholamínov v centrálnom nervovom systéme. Výber takýchto fondov je v súčasnosti pomerne široký. Ich aplikáciou môžeme nielen zvýšiť všeobecnú a športovú výkonnosť, nielen zvýšiť tvorivý potenciál človeka, ale aj aktívne predchádzať rozvoju zmien súvisiacich s vekom, oddialiť starnutie organizmu a predĺžiť tvorivú životnosť.

________________________________________

1 Sympaticko-adrenálny systém je systém neurónov (nervových buniek), ktoré produkujú katecholamíny, ktorých sú v súčasnosti desiatky.

2 Sympatomimetiká (sympatomimetiká) sú zlúčeniny schopné stimulovať nervové bunky, ktoré produkujú katecholamíny.

1 Pretrénovanie ako také je pokles obsahu katecholamínov v centrálnom nervovom systéme. Pretrénovanie je skutočná choroba, vyčerpanie centrálneho nervového systému.

1 L1 – L1 – dihydroxyfenylalanín.

1 "Hooe" - myslenie.