CATÉCHOLAMINES: SYNTHÈSE, LIBÉRATION ET FONCTIONS - NEUROPSYCHOLOGIE - 2024

Les catécholamines ou aminohormonas sont des substances contenant dans leur structure un groupe catéchol et une chaîne latérale avec un groupe amino. Ils peuvent fonctionner dans notre corps comme des hormones ou comme des neurotransmetteurs.

Les catécholamines sont une classe de monoamines synthétisées à partir de la tyrosine. Les principaux sont la dopamine, l'adrénaline et la noradrénaline. Ils sont constitués de neurotransmetteurs très importants dans notre corps et ont de multiples fonctions; ils participent à la fois aux mécanismes neuronaux et endocriniens.

Structure moléculaire de la norépinéphrine (noradrénaline), de la famille des catécholamines.

Certaines des fonctions du système nerveux central qu'ils contrôlent sont le mouvement, la cognition, les émotions, l'apprentissage et la mémoire. Ils jouent également un rôle fondamental dans les réponses au stress. De cette manière, la libération de ces substances augmente en cas de stress physique ou émotionnel. Au niveau cellulaire, ces substances modulent l'activité neuronale en ouvrant ou en fermant des canaux ioniques en fonction des récepteurs impliqués.

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

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

Biosynthèse des catécholamines

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

Phénylalanine

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

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

Tyrosine

Structure chimique de l'acide aminé Tyrosine (Source: Clavecin via Wikimedia Commons)

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

Dopamine et noradrénaline

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

Molécule de dopamine 2D.

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

Molécule de norépinéphrine

Adrénaline

L'épinéphrine est fabriquée dans la moelle des glandes surrénales, situées au-dessus des reins. Il provient de la norépinéphrine. L'épinéphrine survient lorsque la norépinéphrine est synthétisée par l'enzyme phényléthanolamine N-méthyltransférase (PNMT). Cette enzyme ne se trouve que dans les cellules de la médullosurrénale.

Structure de l'adrénaline

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

Où sont produites les catécholamines?

Les principales catécholamines proviennent des glandes surrénales, plus précisément de la médullosurrénale de ces glandes. Ils sont produits grâce à des cellules appelées chromaffines: à cet endroit, l'adrénaline est sécrétée à 80% et la noradrénaline dans les 20% restants.

Ces deux substances agissent comme des hormones sympathomimétiques. Autrement dit, ils simulent les effets de l'hyperactivité sur le système nerveux sympathique. Ainsi, lorsque ces substances sont libérées dans la circulation sanguine, une augmentation de la pression artérielle, une plus grande contraction musculaire et une augmentation des taux de glucose se produisent. Ainsi que l'accélération de la fréquence cardiaque et de la respiration.

Pour cette raison, les catécholamines sont essentielles pour se préparer au stress, au combat ou à la fuite.

Norépinéphrine ou norépinéphrine

La norépinéphrine ou noradrénaline est synthétisée et stockée dans les fibres postganglionnaires des nerfs sympathiques périphériques. Cette substance est également produite dans les cellules du locus coeruleus, dans un groupe cellulaire appelé A6.

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

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

La dopamine

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

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

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

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

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

Il existe également d'autres noyaux dans la zone du tronc cérébral qui sont associés à l'adrénaline, comme la zone postmas et le tractus solitaire. Cependant, pour que l'adrénaline soit libérée dans le sang, la présence d'un autre neurotransmetteur, l'acétylcholine, est nécessaire.

Libération

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

Structure moléculaire de l'acétylcholine

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

Comment agissent-ils dans le corps?

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

Habituellement, lorsque la dopamine, l'épinéphrine ou la noradrénaline se lient à ces récepteurs; il y a une réaction de combat ou de fuite. Ainsi, la fréquence cardiaque augmente, la tension musculaire augmente et les pupilles se dilatent. Ils influencent également le système gastro-intestinal.

Il est important de noter que les catécholamines sanguines libérées par la médullosurrénale exercent leurs effets sur les tissus périphériques, mais pas sur le cerveau. En effet, le système nerveux est séparé par la barrière hémato-encéphalique.

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

Caractéristiques

Les catécholamines peuvent moduler des fonctions très diverses du corps. Comme mentionné ci-dessus, ils peuvent circuler dans le sang ou avoir des effets différents dans le cerveau (en tant que neurotransmetteurs).

Ensuite, vous pourrez connaître les fonctions auxquelles participent les catécholamines:

Fonctions cardiaques

Grâce à une augmentation des niveaux d'adrénaline (principalement), il y a une augmentation de la force contractile du cœur. De plus, la fréquence du rythme cardiaque augmente. Cela provoque une augmentation de l'apport d'oxygène.

Fonctions vasculaires

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

Fonctions gastro-intestinales

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

Fonctions urinaires

L'épinéphrine détend le muscle détrusor de la vessie (ainsi plus d'urine peut être stockée). En même temps, il contracte le trigone et le sphincter pour permettre la rétention urinaire.

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

Fonctions oculaires

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

Fonctions respiratoires

Les catécholamines semblent augmenter la fréquence respiratoire. De plus, il a de puissants effets relaxants bronchiques. Ainsi, il réduit les sécrétions bronchiques, exerçant une action bronchodilatatrice.

Fonctions dans le système nerveux central

Dans le système nerveux, la norépinéphrine et la dopamine augmentent la vigilance, l'attention, la concentration et le traitement des stimuli.

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

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

Fonctions du moteur

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

En fait, une absence de dopamine dans les noyaux gris centraux s'est avérée être à l'origine de la maladie de Parkinson.

Stress

Les catécholamines sont très importantes dans la régulation du stress. Les niveaux de ces substances sont augmentés pour préparer notre corps à réagir à des stimuli potentiellement dangereux. C'est ainsi que les réponses de combat ou de fuite apparaissent.

Actions sur le système immunitaire

Il a été démontré que le stress influence le système immunitaire, étant principalement médié par l'adrénaline et la noradrénaline. Lorsque nous sommes exposés au stress, la glande surrénale libère de l'adrénaline, tandis que le système nerveux sécrète de la norépinéphrine. Cela innerve les organes impliqués dans le système immunitaire.

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

Analyse des catécholamines dans l'urine et le sang

Le corps décompose les catécholamines et les excrète dans l'urine. Par conséquent, grâce à une analyse d'urine, la quantité de catécholamines sécrétées sur une période de 24 heures peut être observée. Ce test peut également être effectué par une prise de sang.

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

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

Bien que ces niveaux puissent être modifiés s'ils ont pris des médicaments pour la tension artérielle, des antidépresseurs, des médicaments ou de la caféine. De plus, avoir froid peut augmenter les niveaux de catécholamines dans l'analyse.

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

Références

1. Brandan, NC, Llanos, B., Cristina, I., Ruiz Díaz, DAN, et Rodríguez, AN (2010). Hormones catécholamines surrénales. Président de la Faculté de médecine de biochimie..
2. Catécholamine. (sf). Récupéré le 2 janvier 2017 sur Wikipedia.org.
3. Catécholamine. (21 sur 12 de 2009). Obtenu auprès de l'Encyclopædia Britannica.
4. Catécholamines dans le sang. (sf). Récupéré le 2 janvier 2017 de WebMD.
5. Catécholamines dans l'urine. (sf). Récupéré le 2 janvier 2017 de WebMD.
6. Carlson, NR (2006). Physiologie du comportement 8e éd. Madrid: Pearson. pp: 117-120.
7. Gómez-González, B. et Escobar, A. (2006). Le stress et le système immunitaire. Rev Mex Neuroci, 7 (1), 30-8.