Фізіологічна роль катехоламінів. Вплив на секрецію

Деякі гормони людини та зв'язок ендокринної системиз нервовою системою представлені на рис. 13.2. Під прямим контролем нервової системизнаходяться мозкова речовина надниркових залоз та гіпоталамус; інші ендокринні залозипов'язані з нервовою системою опосередковано, через гормони гіпоталамуса та гіпофіза. У клітинах гіпоталамуса синтезуються спеціальні пептиди - ліберини (рилізинг-гормони). У відповідь збудження певних центрів мозку ліберини звільняються з аксонів нервових клітингіпоталамуса, що закінчуються в гіпофізі, і стимулюють синтез і виділення тропних гормонів клітинами гіпофізу. Поряд з ліберинами, в гіпоталамусі виробляються статини, що інгібують синтез і секрецію гормонів гіпофіза.

Центральна нервова система

Нервові зв'язки

Н ер ні зв'язки ___
	Гіпоталамус		Антидіурі-
			тичний
			Окситоцип		М'язи матки,
					молочних залоз
			Меланоцит-
			стимулюю-		Меланоцити
			щий гормон
			Пролактії		Молочні залози
Соматотропін
			Лютсінізі-		Фоллікуло-
	Кортикотропін	Тиротропін		стимулюючий
Мозкове		Щитоподібна			Насінники
речовина
	надниркових залоз
надниркових залоз
АДРЕНАЛІН	КОРТИЗОЛ	ТИРОКСИН ЕСТРОГЕНИ			АНДРОГЕНИ

Мал. 13.2. Зв'язки ендокринної та нервової систем. Суцільні стрілки позначають синтез та секрецію гормону, пунктирні – вплив гормону на органи-мішені.

Класифікація гормонів по біологічним функціямдо певної міри умовна, оскільки багато гормонів поліфункціональні. Наприклад, адреналін і норадреналін регулюють не тільки обмін вуглеводів і жирів, а й частоту серцевих скорочень, скорочення гладких м'язів, кров'яний тиск. Зокрема, з цієї причини багато гормонів, особливо паракринні, не вдається класифікувати за біологічними функціями.

Зміни концентрації гормонів у крові

Концентрація гормонів у крові низька, IO6-IO JJ моль/л. Час напівжиття в крові вимірюється хвилинами, для деяких гормонів – десятками хвилин, рідше – годинами. Збільшення концентрації гормону в крові при дії відповідного стимулу залежить від збільшення швидкості синтезу гормону або швидкості секреції вже наявного в ендокринної клітинигормону.

Стероїдні гормони являють собою ліпофільні речовини, що легко проникають через клітинні мембрани. Тому вони не накопичуються в клітинах, і підвищення їх концентрації в крові визначається збільшенням швидкості синтезу.

Пептидні гормони виділяються в кров за участю спеціальних механізмів секреції. Ці гормони після їх синтезу включаються в секреторні гранули - мембранні бульбашки, що утворюються в пластинчастому комплексі; гормон ос збожжується в кров шляхом злиття гранули з плазматичною мембраноюклітини (екзоцитоз). Синтез гормонів відбувається швидко (наприклад, молекула проінсуліну синтезується за 1-2 хв), у той час як освіта і дозрівання секреторних гранул вимагають більшого часу - 1-2 год. Запасання гормону в секреторних гранулах забезпечує швидку реакцію організму на дію стимулу : сти мул прискорює злиття гранул з мембраною та звільнення запасеного гормону в кров.

Синтез стероїдних гормонів

Будова та синтез багатьох гормонів описані у попередніх розділах. Стероїдні гормони є групою сполук, споріднених з походженням і структурою: всі вони утворюються з холестерину. Проміжними продуктами при синтезі стероїдних гормонівслужать прегненолон та прогестерон (рис. 13.3). Вони утворюються у всіх органах, що синтезують будь-які стероїдні гірмони. Далі шляхи перетворення розходяться: у корі надниркових залоз утворюються кортизол (глюкокортикостероїд) і альдостерон (мінералокортикостероїд) (С,-стероїди), в сім'яниках - чоловічі статеві гормони (С19-стероїди), в яєчниках . За більшістю стрілок на схемі ховається не одна, а від двох до чотирьох реакцій. Крім того, можливі альтернативні шляхи синтезу деяких гормонів. Загалом шляхи синтезу стероїдних гормонів утворюють досить складну сітку реакцій. Багато проміжні продукти цих шляхів також мають деяку гормональну активність. Однак основними стероїдними гормонами є кортизол (регуляція обміну вуглеводів і амінокислот), альдостерон (регуляція водно-сольового обміну), тестостерон, естрадіол і прогестерон (регуляція репродуктивних функцій).

В результаті інактивації та катаболізму стероїдних гормонів утворюється значна кількість стероїдів, що містять кетогрупу в положенні 17 (17-кетостероїди). Ці речовини виводяться через нирки. Добова екскреція 17-кетостероїдів у дорослої жінкистановить 5-15 мг, у чоловіків – 10-25 мг. Визначення 17-кетостероїдів у сечі використовується для діагностики: їх виділення збільшується при хворобах, що супроводжуються гіперпродукцією стероїдних гормонів, і зменшується при гіпопродукції.

Прогестерон (C21) Альдостерон (C21)

Мал. 13.3. Шляхи синтезу стероїдних гормонів:

1,2 - у корі надниркових залоз, насінниках і яєчниках; 3, 4 - в корі надниркових залоз; 5 - у насінниках та яєчниках;6 - у яєчниках

Паракринні гормони

Цитокіни

Цитокіни - це сигнальні молекули паракринної та аутокринної дії; у крові у фізіологічно активній концентрації практично не бувають (виключення - інтерлейкін-1). Відомі десятки різних цитокінів. До них відносяться інтерлейкіни (лімфокіни та монокіни), інтерферони, пептидні фактори росту, колонієстимулюючі фактори. Цитокіни є глікопротеїни, що містять 100-200 амінокислотних залишків. Більшість цитокінів утворюється і діє в багатьох типах клітин і реагує на різні стимули, включаючи механічне пошкодження, вірусну інфекцію, метаболічні порушеннята ін. Виняток становлять інтерлейкіни (ІЛ-1 а та ІЛ-1Р) - їх синтез регулюється специфічними сигналами і в невеликій кількості типів клітин.

Цитокіни діють на клітини через специфічні мембранні рецептори і протеїнкіназні каскади, в результаті активуються фактори транскрипції - енхансери або сайленсери, білки, які транспортуються в ядро ​​клітини, знаходять специфічну послідовність ДНК в промоторі гена, що є мішенню даного цитокіну .

Цитокіни беруть участь у регуляції проліферації, диференціювання, хемотак сису, секреції, апоптозу, запальної реакції. Трансформуючий фактор росту (ТФР-р) стимулює синтез та секрецію компонентів міжклітинного матриксу, зростання та проліферацію клітин, синтез інших цитокінів.

Цитокіни мають перекривається, але все ж таки різну біологічну активність. Клітини різних типів, або різного ступенядиференційованості, або що знаходяться в різному функціональному станіможуть по-різному реагувати на той самий цитокін.

Ейкозаноїди

Арахідонова кислота, або ейкозатетраєнова, 20:4 (5, 8, 11, 14), дає початок великій групі паракринних гормонів - ейкозаноїдів. Арахидонова кислота, що надходить з їжею або утворюється з лінолевої кислоти, включається до складу мембранних фосфоліпідів і може звільнятися з них в результаті дії фосфоліпази А.. Далі в цитозолі утворюються ейкозаноїди (рис. 13.4). Розрізняють три групи ейкозаноїдів: простагландини (PG), тромбоксани (TX), лейкотрієни (LT). Ейкозаноїди утворюються в дуже малих кількостях, і мають, як правило, короткий часжиття - вимірюване хвилинами чи навіть секундами.

Лейкотрієни

Мал. 13.4. Синтез та будова деяких ейкозаноїдів:

1 - фосфоліпаза A2; 2 - циклооксигеназа

У різних тканинах та різних ситуаціяхутворюються неоднакові ейкозаноїди. Функції ейкозаноїдів різноманітні. Вони викликають скорочення гладких м'язів та звуження кровоносних судин(PGF2Ct, синтезується майже в усіх органах) або, навпаки, - розслаблення гладких м'язів та розширення судин (PGE2, синтезується також у більшості органів). PGI2 синтезується в основному в ендотелії судин, пригнічує агрегацію тромбоцитів, розширює судини. Тромбоксан TXA2 синтезується в основному в тромбоцитах і діє також на тромбоцити - стимулює їх агрегацію (аутокринний механізм) в області пошкодження сосуду (див. гл. 21). Він же, тромбоксан TXA2, звужує судини та бронхи, діючи на гладень очеретяні клітини (паракринний механізм).

Ейкозаноїди діють на клітини-мішені через специфічні мембранні рецептори. З'єднання ейкозаноїду з рецептором включає механізм утворення другого (внутрішньоклітинного) вісника сигналу; ним можуть бути цАМФ, цГМФ, інозитолтрісфосфат, іони Ca2+. Ейкозаноїди, поряд з іншими факторами (гістамін, інтерлейкін-1, тромбін та ін.), беруть участь у розвитку запальної реакції.

Запалення – природна реакція на пошкодження тканин, початкова ланказагоєння. Однак іноді запалення буває надмірним або надто тривалим, і тоді воно саме стає патологічним процесом, хворобою, і потребує лікування. Для лікування таких станів застосовують інгібітори синтезу ейкозаноїдів. Кортизол та його синтетичні аналоги (дексаметазон та ін.) індукують синтез білків ліпокортинів, які інгібують фосфоліпазу A2 (див. рис. 13.4). Аспірин (нестероїдний протизапальний засіб) ацетилює та інактивує циклооксигеназу (рис. 13.6).

Мал. 13.6. Інактивація циклооксигенази аспірином

Катехоламінові гормони - дофамін, норадреналін і адреналін - являють собою 3,4-дигідроксипохідні фенілетиламіну. Вони синтезуються у хромафінних клітинах мозкового шару надниркових залоз. Свою назву ці клітини отримали тому, що містять гранули, що фарбуються під дією біхромату калію червоно-коричневий колір. Скупчення таких клітин виявлено також у серці, печінці, нирках, статевих залозах, адренергічних постгангліонарних нейронах. симпатичної системита у центральній нервовій системі.

Головний продукт мозкового шару надниркових залоз-адреналін. Перед цієї сполуки припадає приблизно 80% всіх катехоламінів мозкового шару. Поза мозкової речовиниадреналін не утворюється. На відміну від нього норадреналін, що виявляється в органах, що іннервуються симпатичними нервами, утворюється переважно in situ (~80% загальної кількості); решта норадреналіну також утворюється головним чином у закінченнях нервів і досягає своїх мішеней із кров'ю.

Перетворення тирозину на адреналін включає чотири послідовні етапи: 1) гідроксилювання кільця, 2) декарбоксилювання, 3) гідроксилювання бічного ланцюга і 4) N-метилювання. Шлях біосинтезу катехоламінів і ферменти, що беруть участь у ньому, представлені на рис. 49.1 та 49.2.

Тирозин - гід роксілазу

Тирозин - безпосередній попередник катехоламінів, а тирозин-гідроксилаза лімітує швидкість всього процесу біосинтезу катехоламінів. Цей фермент зустрічається як у вільному вигляді, так і у пов'язаній із субклітинними частинками формі. З тетрагідроптеридином як кофактор він виконує оксидоредуктазну функцію, перетворюючи L-тирозин на L-дигідроксифенілаланін (-ДОФА). Існують різні шляхирегуляції тирозин-гідроксилази як швидкість - лімітуючого ферменту Найбільш важливий з них полягає в інгібуванні катехоламіну за принципом зворотнього зв'язку: катехоламіни конкурують з ферментом за птеридиновий кофактор, утворюючи з останнім шиффову основу. Тирозин-гідроксилаза, крім того, конкурентно інгібується рядом похідних тирозину, у тому числі а-метилтирозином. У деяких випадках цю сполуку використовують для блокади надлишкової продукції катехоламінів при феохромоцитомі, проте існують ефективніші засоби, що володіють до того ж менш вираженим. побічною дією. З'єднання ще однієї групи пригнічують активність тирозин-гідроксилази, утворюючи комплекси із залізом і видаляючи таким шляхом наявний кофактор. Як приклад такого з'єднання можна навести а, -дипіриділ.

Катехоламіни не проникають через гемато-енцефалічний бар'єр, і, отже, їхня присутність у мозку має пояснюватися місцевим синтезом. При деяких захворюваннях центральної нервової системи, наприклад, хвороби Паркінсона, спостерігаються порушення синтезу дофаміну саме в мозку. Попередник дофаміну

Мал. 49.1. Біосинтез катехоламінів. ONMT-фенілетаноламін-И-метилтрансфераза. (Модіфікований і reproduced, з додатком, з Goldfien A. Adrenal medulla. In: Basic and Clinical Endocrinology, 2nd ed. Greenspan FS, Forsham PH. Appleton and Lange, 1986.)

ФА - легко долає гематоенцефалічний бар'єр і тому служить ефективним засобомлікування хвороби Паркінсона

ДОФА-декарбоксилаза

На відміну від тирозин-гідроксилази. виявляється лише у тканинах, здатних синтезувати катехоламіни, ДОФА-декарбоксилаза є у всіх тканинах. Цьому розчинному ферменту потрібен піридоксальфосфат для перетворення -ДОФа -дигідроксифенілетиламін (дофамін). Реакція конкурентно інгібується сполуками, що нагадують -ДОФА, наприклад, а-метил-ДОФА. Галоїдзамішані сполуки утворюють з-ДОФА шиффову основу і також інгібують реакцію декарбоксилювання.

а-Метил-ДОФА та інші споріднені сполуки, такі як -гідрокситирамін (утворений з тираміну), а-метилірозин і метарамінол, з успіхом використовуються для лікування деяких форм гіпертонії. Антигіпертензивна дія цих метаболітів обумовлена, мабуть, їх здатністю стимулювати а-адренергічні рецептори (див. нижче) кортикобульбарної системи в центральній нервовій системі, що призводить до зменшення активності периферичних симпатичних нервівта зниження артеріального тиску.

Дофамін-b-гідроксилаза

Дофамін-b-гідроксилаза (ДБГ) - оксидаза з змішаною функцією, що каталізує перетворення дофаміну на норадреналін ДБГ використовує аскорбат як донора електронів, а фумарат - як модулятор; в активному центрі ферменту міститься мідь. ДБГ клітин мозкового шару надниркових залоз локалізується, ймовірно, в секреторних гранулах. Таким чином, перетворення дофаміну на норадреналін відбувається у цих органелах. ДБГ вивільняється з клітин мозкового шару надниркових залоз та нервових закінченьразом із норадреналіном, але (на відміну від останнього) не піддається зворотному захопленню нервовими закінченнями.

Фенілетаноламін-N-метилтрансфераза

Розчинний фермент фенілетаноламін - -метилтрансфераза (ФКМТ) каталізує -метилювання норадреналіну з утворенням адреналіну в адреналін-продукуючих клітинах мозкового шару надниркових залоз. Оскільки цей фермент розчинний, можна припустити, що перетворення норадреналіну на адреналін відбувається в цитоплазмі. Синтез ФІМТ стимулюється глюкокортикоїдними гормонами, що проникають у мозковий шар за внутрішньонаднирниковою портальною системою. Ця система забезпечує в 100 разів більшу концентрацію стероїдів у мозковому шарі, ніж у системній. артеріальної крові. Така висока їх концентрація в надниркових залозах, мабуть, необхідна для індукції.

Мозковий шар надниркових залоз продукує з'єднання далекої від стероїдів структури. Вони містять 3,4-діоксифенільне (катехолове) ядро ​​і називаються катехоламіну. До них відносяться адреналін, норадреналін та дофамін (3-оксітірамін).

Послідовність синтезу катехоламінів досить проста: тирозин -> діоксифенілаланін (ДОФА) -> дофамін -> норадреналін -> адреналін. Тирозин надходить в організм з їжею, але може і утворюватися з фенілаланіну в печінці під дією фенілаланінгідроксилази. Кінцеві продукти перетворення тирозину у тканинах різні. У мозковому шарі надниркових залоз процес протікає до стадії утворення адреналіну, у закінченнях симпатичних нервів – норадреналіну, у деяких нейронах центральної нервової системи синтез катехоламінів завершується утворенням дофаміну.

Перетворення тирозину в ДОФА каталізується тирозингідроксилази, кофакторами якої служать тетрагідробіоптерин і кисень. Вважається, що саме цей фермент лімітує швидкість всього процесу біосинтезу катехоламінів та інгібується кінцевими продуктами процесу. Тирозингідроксилаза є головним об'єктом регуляторних впливів на біосинтез катехоламінів. Перетворення ДОФА на дофамін каталізується ферментом ДОФА-декарбоксилазою (кофактор - піридоксальфосфат), який відносно неспецифічний і декарбоксилює і інші ароматичні L-амінокислоти.

Однак є вказівки на можливість модифікації синтезу катехоламінів за рахунок зміни активності цього ферменту. У деяких нейронах відсутні ферменти подальшого перетворення дофаміну, і він є кінцевим продуктом. Інші тканини містять дофамін-в-гідроксилазу (кофактори - мідь, аскорбінова кислотаі кисень), яка перетворює дофамін на норадреналін. У мозковому шарі надниркових залоз (але не в закінченнях симпатичних нервів) є фенілетаноламін — метилтрансфераза, що утворює з норадреналіну адреналін.

Донором метальних груп у разі служить S-аденозилметионин. Важливо пам'ятати, що синтез фенілетаноламін-N-метилтрансферази індукується глюкокортикоїдами, що потрапляють у мозковий шар із кіркової по портальній венозної системи. У цьому, можливо, й криється пояснення факту об'єднання двох різних залоз внутрішньої секреціїв одному органі. Значення глюкокортикоїдів для синтезу адреналіну підкреслюється тим, що клітини мозкового шару надниркових залоз, які продукують норадреналін, розташовуються навколо артеріальних судин, тоді як адреналінпродукуючі клітини отримують кров в основному з венозних синусівлокалізованих у кірковому шарі надниркових залоз.

Розпад катехоламінів протікає головним чином під впливом двох ферментних систем: катехол-О-метилтрансферази (КОМТ) та моноаміноксидази (МАО). Головні шляхи розпаду адреналіну та норадреналіну схематично представлені на рис. 54. Під дією КОМТ у присутності донора метилових груп S-адренозилметіоніну катехоламіни перетворюються на норметанефрин і метанефрин (З-О-метил-похідні норадреналіну та адреналіну), які під впливом МАО переходять в альдегіди і далі (в присутності ВМК) - основний продукт розпаду норадреналіну та адреналіну. У тому ж випадку, коли катехоламіни спочатку піддаються дії МАО, а не КОМТ, вони перетворюються на 3,4-діоксиміндалевий альдегід, а потім під впливом альдегідоксидази та КОМТ - на 3,4-діоксиміндальну кислоту та ВМК. У присутності алкогольдегідрогенази з катехоламінів може утворюватися З-метокси-4-оксифенілгліколь, що є основним кінцевим продуктом деградації адреналіну та норадреналіну в ЦНС.

Мал. 54. Метаболізм катехоламінів.
КОМТ - катехол-О-метилтрансферазу; МАО - моноаміноксидаза; АТ - альдегідоксидаза; АТ - алкогольдегідрогеназу.

Розпад дофаміну протікає аналогічно, за винятком, що його метаболіти позбавлені гідроксильної групи у в-вуглецевого атома, і тому замість ВМК утворюється гомованілінова (ГВК) або З-метокси-4-оксифенілоцтова кислота.

Постулюється також існування хіноїдного шляху окислення молекули катехоламінів, на якому можуть виникати проміжні продукти, що мають виражену біологічну активність.

Норадреналін і адреналін, що утворюються під дією цитозольних ферментів, в закінченнях симпатичних нервів і мозковому шарі надниркових залоз надходять у секреторні гранули, що оберігає їх від дії ферментів деградації.

Захоплення катехоламінів гранулами потребує енергетичних витрат. У хромафінних гранулах мозкового шару надниркових залоз катехоламіни міцно пов'язані з АТФ (відносно 4:1) та специфічними білками — хромогранінами, що запобігає дифузії гормонів із гранул у цитоплазму. Безпосереднім стимулом до секреції катехоламінів є, мабуть, проникнення в клітину кальцію, що стимулює екзоцитоз (злиття мембрани гранул з клітинною поверхнеюта їх розрив з повним виходом розчинного вмісту – катехоламінів, дофамін-р-гідроксилази, АТФ та хромогранінів – у позаклітинну рідину).

Синтез катехоламінів відбувається у цитоплазмі та гранулах клітин мозкового шару надниркових залоз (рис. 11-22). У гранулах відбувається також запасання катехоламінів.

Катехоламіни надходять у гранули шляхом АТФ-залежного транспорту та зберігаються в них у комплексі з АТФ у співвідношенні 4:1 (гормон-АТФ). Різні гранули містять різні катехоламіни: деякі тільки адреналін, інші – норадреналін, треті – обидва гормони.

Секреція гормонівіз гранул відбувається шляхом екзоцитозу. Катехоламіни та АТФ звільняються з гранул у тому ж співвідношенні, в якому вони зберігаються у гранулах. На відміну від симпатичних нервів, клітини мозкового шару надниркових залоз позбавлені механізму зворотного захоплення катехоламінів, що виділилися.

У плазмі крові катехоламіни утворюють неміцний комплекс із альбуміном. Адреналін транспортується в основному до печінки та скелетним м'язам. Норадреналін утворюється в основному в органах, що іннервуються симпатичними нервами (80% від загальної кількості). Норадреналін лише у незначних кількостях досягає периферичних тканин. Т 1/2 катехоламінів – 10-30 с. Основна частина катехоламінів швидко метаболізується у різних тканинах за участю специфічних ферментів (див. розділ 9). Лише невелика частина адреналіну (~5%) виділяється із сечею.

2. Механізм дії та біологічні функції катехоламінів

Катехоламіни діють на клітини-мішені через рецептори, локалізовані у плазматичній мембрані. Виділяють 2 головні класи таких рецепторів: α-адренергічні та β-адренергічні. Усі рецептори катехоламінів - глікопротеїни, які є продуктами різних генів, відрізняються спорідненістю до агоністів та антагоністів і передають сигнали в клітини за допомогою різних вторинних посередників. Це визначає характер їхнього впливу на метаболізм клітин-мішеней.

Мал. 11-22. Синтез та секреція катехоламінів.Біосинтез катехоламінів відбувається у цитоплазмі та гранулах клітин мозкового шару надниркових залоз. В одних гранулах міститься адреналін, в інших – норадреналін, а в деяких – обидва гормони. При стимуляції вміст гранул вивільняється у позаклітинну рідину. А – адреналін; НА – норадреналін.

Адреналін взаємодіє як з -, так і з -рецепторами; норадреналін у фізіологічних концентраціях переважно взаємодіє з α-рецепторами.

Взаємодія гормону з β-рецепторами активує аденілатциклазу, тоді як зв'язування з α 2 -рецептором її пригнічує. При взаємодії гормону з 1 -рецептором відбувається активація фосфоліпази С і стимулюється інозитолфосфатний шлях передачі сигналу (див. розділ 5).

Біологічні ефекти адреналіну та норадреналіну зачіпають практично всі функції організму та розглядаються у відповідних розділах. Загальне у всіх цих ефектах полягає у стимуляції процесів, необхідних для протистояння організму надзвичайним ситуаціям.

3. Патологія мозкової речовини надниркових залоз

Основна патологія мозкової речовини надниркових залоз феохромоцитома,пухлина, утворена хромафінними клітинами і продукує катехоламіни. Клінічно феохромоцитома проявляється повторюваними нападами головного болю, серцебиття, пітливості, підвищенням артеріального тиску і супроводжується характерними змінами метаболізму (див. розділи 7,8).

Ж. Гормони підшлункової залози та шлунково-кишкового тракту ТРАКТА

Підшлункова залоза виконує в організмі дві найважливіші функції: екзокринну та ендокринну. Екзокринна функція забезпечує синтез та секрецію ферментів та іонів, необхідних для процесів травлення. Ендокринну функцію виконують клітини острівцевого апарату підшлункової залози, що секретують гормони, що беруть участь у регуляції багатьох процесів в організмі.

В острівцевій частині підшлункової залози (острівці Лангерханса) виділяють 4 типи клітин, що секретують різні гормони: А-(або α-) клітини секретують глюкагон, В-(або β-) - інсулін, D-(або δ-) - соматостатин, F -клітини секретують панкреатичний поліпептид

Лише дуже невелика частина адреналіну (менше 5%) виділяється із сечею. Катехоламіни швидко

Мал. 49.2. Схема біосинтезу катехоламінів. ТГ-тирозингідроксилаза; ДД-ДОФА-декарбоксілаза; ФNMT - фенілтганоламін-ГМ-метилтрансфераза; ДБГ-дофамін-Р-гідроксилаза; АТР-аденозінтріфосфат. Біосинтез катехоламінів відбувається в цитоплазмі та в різних гранулах клітин мозкового шару надниркових залоз. В одних гранулах міститься адреналін (А), в інших – норадреналін (НА), а в деяких – обидва гормони. При стимуляції весь вміст гранул вивільняється у позаклітинну рідину (ВКЖ).

метаболізуються під дією катехол-О-метилтрансферази та моноаміноксидази з утворенням неактивних О-метильованих та дезамінованих продуктів (рис. 49.3). Більшість катехоламінів є субстратами для обох названих ферментів, причому реакції ці можуть відбуватися в будь-якій послідовності.

Катехол-О-метилтрансфераза (КОМТ) - цитозольний фермент, який виявляється у багатьох тканинах. Він каталізує приєднання метильної групи зазвичай за третім положенням (метаположення) бензольного кільця різних катехоламінів. Реакція вимагає присутності двовалентного катіону та S-аденозилметіоніну як донора метильної групи. В результаті цієї реакції залежно від використаного субстрату утворюються гомованілінова кислота, норметанефрин та метанефрін.

Моноаміноксидаза (МАО) - оксидоредуктаза, що дезамінує моноаміни. Вона виявлена ​​у багатьох тканинах, але у найбільших концентраціях – у печінці, шлунку, нирках та кишечнику. Описано принаймні два ізоферменти МАО: МАО-А нервової тканини, що дезамінує серотонін, адреналін і норадреналін, і МАО-В інших (не нервових) тканин, найбільш активна щодо -фенілетиламіну та бензиламіну. Дофамін та тирамін метаболізуються обома формами. Інтенсивно досліджується питання зв'язку між афективними розладамита підвищенням або зниженням активності цих ізоферментів. Інгібітори МАО знайшли застосування при лікуванні гіпертонії та депресії, проте здатність цих сполук вступати в небезпечні для організму реакції з вмістом їжі та лікарських препаратівсимпатоміметичними амінами знижує їхню цінність.

О-метоксильовані похідні піддаються подальшій модифікації шляхом утворення кон'югатів з глюкуроновою або сірчаною кислотою.

Катехоламіни утворюють безліч метаболітів. Два класи таких метаболітів використовуються у діагностиці, оскільки присутні у сечі у легко вимірних кількостях. Метанефрини являють собою метоксипохідні адреналіну та норадреналіну; О-метилованим дезамінованим продуктом адреналіну та норадреналіну є З-метокси-4-гндроксиміндальна кислота (названа також ванілілміндальною кислотою, ВМК) (рис. 49.3). При феохромоцитомі концентрація матанефринів або ВМК у сечі виявляється підвищеною більш ніж у 95% хворих. Діагностичні тести, що базуються на визначенні цих матаболітів, відрізняються високою точністюособливо коли їх використовують у поєднанні з визначенням катехоламінів у сечі або плазмі.