Dopamin

Dopamin je hormon a neurotransmiter vyskytující se u široké škály živočichů, včetně obratlovců i bezobratlých. V chemické struktuře je to fenethylamin.

V mozku funguje dopamin jako neurotransmiter, který aktivuje pět typů dopaminových receptorů – D1, D2, D3, D4 a D5 a jejich varianty. Dopamin je produkován v několika oblastech mozku, včetně substantia nigra. Dopamin je také neurohormon uvolňovaný hypothalamem. Jeho hlavní funkcí jako hormonu je inhibovat uvolňování prolaktinu z předního laloku hypofýzy.

Dopamin může být dodáván jako lék, který působí na sympatický nervový systém a vyvolává účinky, jako je zvýšená srdeční frekvence a krevní tlak. Protože však dopamin nemůže procházet hematoencefalickou bariérou, dopamin podávaný jako lék přímo neovlivňuje centrální nervový systém. Ke zvýšení množství dopaminu v mozku pacientů s onemocněními, jako je Parkinsonova choroba a dystonie reagující na dopa, může být podáván L-DOPA (levodopa), který je prekurzorem dopaminu, protože může procházet hematoencefalickou bariérou.

Dopamin objevili Arvid Carlsson a Nils-Åke Hillarp v Laboratoři chemické farmakologie Švédského národního srdečního institutu v roce 1952. Byl pojmenován Dopamin, protože to byl monoamin a jeho syntetickým prekurzorem byl 3,4-dihydroxyfenylalanin (L-DOPA). Arvid Carlsson dostal v roce 2000 Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu za prokázání, že dopamin není jen prekurzorem norepinefrinu (noradrenalinu) a epinefrinu (adrenalinu), ale také neurotransmiterem.

Dopamin poprvé syntetizovali uměle v roce 1910 George Barger a James Ewens ve Wellcome Laboratories v Londýně v Anglii.

Dopamin má chemický vzorec C6H3(OH)2-CH2-CH2-NH2. Jeho chemický název je „4-(2-aminoethyl)benzen-1,2-diol“ a jeho zkratka je „DA“.

Jako člen rodiny katecholaminů je dopamin prekurzorem norepinefrinu (noradrenalinu) a následně epinefrinu (adrenalinu) v biosyntetických drahách těchto neurotransmiterů.

Dopamin je v těle biosyntetizován (zejména nervovou tkání a dření nadledvinek) nejprve hydratací aminokyseliny L-tyrosinu na L-DOPA prostřednictvím enzymu tyrosin 3-monooxygenázy, známého také jako tyrosin hydroxyláza, a poté dekarboxylací L-DOPA aromatickou L-aminokyselinou dekarboxylázou (která je často označována jako dopa dekarboxyláza). V některých neuronech je dopamin dále zpracováván na norepinefrin dopamin beta-hydroxylázou.

V neuronech je dopamin po syntéze zabalen do váčků, které jsou pak uvolněny do synapse v reakci na presynaptický akční potenciál.

Inaktivace a degradace

Dopamin je inaktivován opětovným vychytáváním přes dopaminový transportér, dále enzymatickým rozkladem katechol-O-methyl transferázou (COMT) a monoaminooxidázou (MAO). Dopamin, který není odbouráván enzymy, je přebalen do váčků pro opětné použití.

Dopamin může také jednoduše difundovat pryč od synapse a pomáhat regulovat krevní tlak.

Dopamin má v mozku mnoho funkcí, včetně důležitých rolí v chování a poznávání, motorické aktivitě, motivaci a odměně, regulaci produkce mléka, spánku, náladě, pozornosti a učení. Dopaminergní neurony (tj. neurony, jejichž primárním neurotransmiterem je dopamin) jsou přítomny především ve ventrální tegmentální oblasti (VTA) středního mozku, substantia nigra pars compacta a arcuate nucleus hypothalamu.

Fázové reakce dopaminových neuronů jsou pozorovány, když je prezentována nečekaná odměna. Tyto reakce se přenášejí na nástup podmíněného stimulu po opakovaném spárování s odměnou. Dále jsou dopaminové neurony depresivní, když je opomenuta očekávaná odměna. Tudíž se zdá, že dopaminové neurony kódují chybu predikce odměňování výsledků. V přírodě se učíme opakovat chování, které vede k maximalizaci odměn. Proto se má za to, že dopamin poskytuje výukový signál částem mozku zodpovědným za osvojení nového chování. Dozvídání časových rozdílů poskytuje výpočetní model popisující, jak se používá chyba predikce dopaminových neuronů jako výukový signál.

Doporučujeme:  Kanabinoidové receptory

U hmyzu existuje podobný systém odměn, který využívá oktopamin, chemický příbuzný dopaminu.

Dopaminergní neurony tvoří neurotransmiterový systém, který vzniká v substantia nigra pars compacta, ventral tegmental area (VTA) a hypothalamu. Tyto axony promítají do velkých oblastí mozku některými hlavními dráhami:

Tato inervace vysvětluje mnohé účinky aktivace tohoto dopaminového systému. Například mezolimbická dráha spojuje VTA a nucleus accumbens, obě jsou pro odměnu mozku klíčové.

Prostřednictvím dopaminových receptorů D1, D2, D3, D4 a D5 snižuje dopamin vliv nepřímé dráhy a zvyšuje působení přímé dráhy v bazálních gangliích. Nedostatečná biosyntéza dopaminu v dopaminergních neuronech může způsobit Parkinsonovu nemoc, při které člověk ztrácí schopnost provádět hladké, kontrolované pohyby. Fázová dopaminergní aktivace se zdá být klíčová s ohledem na trvalé vnitřní kódování motorických dovedností (Beck, 2005).

Kognice a frontální kůra

Ve frontálních lalokech dopamin řídí tok informací z jiných oblastí mozku. Poruchy dopaminu v této oblasti mozku mohou způsobit pokles neurokognitivních funkcí, zejména paměti, pozornosti a řešení problémů. Předpokládá se, že snížené koncentrace dopaminu v prefrontální kůře mozkové přispívají k poruše pozornosti. Při konverzaci však antipsychotické léky působí jako antagonisté dopaminu a používají se při léčbě pozitivních příznaků u schizofrenie.

Regulace sekrece prolaktinu

Dopamin je primární neuroendokrinní regulátor sekrece prolaktinu z přední hypofýzy. Dopamin produkovaný neurony v jádru hypotalamu je vylučován do hypotalamo-hypofyziologických krevních cév střední eminence, které zásobují hypofýzu. Buňky laktotropu, které produkují prolaktin, při absenci dopaminu, vylučují prolaktin kontinuálně; dopamin tuto sekreci inhibuje. V souvislosti s regulací sekrece prolaktinu se tedy dopamin občas nazývá faktor inhibující prolaktin (PIF), hormon inhibující prolaktin (PIH) nebo prolaktostatin. Prolaktin také zřejmě inhibuje uvolňování dopaminu, například po orgasmu, a je zodpovědný především za refrakterní periodu.

Dopamin je běžně spojován se systémem potěšení v mozku, poskytuje pocity požitku a posily, které motivují člověka proaktivně vykonávat určité činnosti. Dopamin je uvolňován (zejména v oblastech, jako je nucleus accumbens a ventrální tegmentální oblast) přirozeně odměňujícími zážitky, jako je jídlo, sex, některé drogy a neutrální podněty, které se s nimi stanou spojeny. Tato teorie je často diskutována v souvislosti s drogami, jako je kokain, nikotin a amfetaminy, které, jak se zdá, přímo nebo nepřímo vedou ke zvýšení dopaminu v těchto oblastech, a v souvislosti s neurobiologickými teoriemi chemické závislosti, argumentujíc, že tyto dopaminové dráhy jsou patologicky změněny u závislých osob.

Inhibice zpětného vychytávání, vyloučení

Kokain a amfetamin však ovlivňují oddělené mechanismy účinku. Kokain je blokátor dopaminových transportérů, který kompetitivně inhibuje vychytávání dopaminu za účelem zvýšení životnosti dopaminu a zvyšuje nadbytek dopaminu (nárůst až o 150 procent) v rámci parametrů neurotransmiterů dopaminu.

Doporučujeme:  Hyoscyamin

Amfetaminy podobně jako kokain zvyšují koncentraci dopaminu v synaptické mezeře, ale jiným mechanismem. Amfetaminy mají podobnou strukturu jako dopamin, a tak mohou vstupovat do koncového tlačítka presynaptického neuronu prostřednictvím jeho dopaminových transportérů a také difuzí přes nervovou membránu přímo. Při vstupu do presynaptického neuronu amfetaminy vytlačují molekuly dopaminu z jejich zásobních váčků a vytlačují je do synaptické meze tím, že dopaminové transportéry fungují opačně.

Role dopaminu při prožívání rozkoše byla zpochybněna několika výzkumníky. Bylo argumentováno, že dopamin je více spojován s předvídavou touhou a motivací (běžně označované jako „chtění“) na rozdíl od skutečné konzumní rozkoše (běžně označované jako „záliba“). Dopamin se neuvolňuje, když se setká s nepříjemnými nebo averzními podněty, a tak motivuje k potěšení z vyhýbání se nebo odstraňování nepříjemných podnětů.

Dopamin, učení a chování hledající odměnu

Stopy k roli dopaminu v motivaci, touze a potěšení pocházejí ze studií provedených na zvířatech. V jedné takové studii byly krysy ochuzeny o dopamin až o 99 procent v nucleus accumbens a neostriatum za použití 6-hydroxydopaminu.
Při tomto velkém snížení dopaminu by krysy již nejedly z vlastní vůle. Výzkumníci pak krysy násilím krmili potravou a zjišťovali, zda mají správné výrazy obličeje, které naznačují, zda jim chutná nebo ne. Výzkumníci této studie dospěli k závěru, že snížení dopaminu nesnižuje konzumní potěšení krysy, pouze touhu se skutečně najíst. V jiné studii vykazují zmutované hyperdopaminergní (zvýšené množství dopaminu) myši vyšší „chtíč“, ale ne „zálibu“ ve sladkých odměnách.

Drogy snižující dopamin u lidí

U lidí však bylo prokázáno, že léky snižující aktivitu dopaminu (neuroleptika, např. některá antipsychotika) snižují motivaci a také způsobují anhedonii (neschopnost prožívat rozkoš).
Selektivní D2/D3 agonisté pramipexol a ropinirol používané při syndromu neklidných nohou mají omezené antianhedonické vlastnosti měřené Snaith-Hamiltonovou škálou rozkoše.
(Snaith-Hamiltonova škála rozkoše (SHAPS), zavedená v angličtině v roce 1995, hodnotí samostatně hlášenou anhedonii u psychiatrických pacientů.).Tyto léky mají vedlejší účinky jako „hypersexualita“ a „nutkavé hráčství“, což jsou účinky dopaminu určené rozkoší.[Jak na shrnutí nebo text odkazovat a odkazovat]

Přenos opioidů a kanabinoidů

Přenos opioidů a kanabinoidů místo dopaminu může modulovat konzumační rozkoš a chutnost jídla (zálibu).
To by mohlo vysvětlit, proč je „záliba“ zvířat v jídle nezávislá na koncentraci dopaminu v mozku. Jiné konzumační rozkoše však mohou být více spojeny s dopaminem. Jedna studie zjistila, že anticipační i konzumační měřítka sexuálního chování (samci potkanů) byla narušena antagonisty DA receptorů.
Libido může být zvýšeno léky, které ovlivňují dopamin, ale ne léky, které ovlivňují opioidní peptidy nebo jiné neurotransmitery.

Společenská schopnost je také úzce vázána na neurotransmisi dopaminu. Nízká vazba na receptory D2 se vyskytuje u lidí se sociální úzkostí. Předpokládá se, že projevy běžné u negativní schizofrenie (sociální abstinence, apatie, anhedonie) souvisejí s hypodopaminergním stavem v určitých oblastech mozku. V případech bipolární poruchy se mohou maničtí jedinci stát hypersociálními, stejně jako hypersexuálními. To je také přičítáno zvýšení dopaminu, protože mánie může být snížena antipsychotiky blokujícími dopamin.

Doporučujeme:  Dolní motorický neuron

Dopamin může mít také roli v salienci („nápadnosti“) vnímaných objektů a událostí, přičemž potenciálně důležité podněty jako: 1) odměňování věcí nebo 2) nebezpečné nebo ohrožující věci, které se zdají být nápadnější nebo důležitější. Tato hypotéza tvrdí, že dopamin napomáhá rozhodování tím, že ovlivňuje prioritu nebo úroveň touhy těchto podnětů pro dotyčnou osobu.

Farmakologická blokáda dopaminových receptorů v mozku chování při užívání drog spíše zvyšuje, než snižuje. Vzhledem k tomu, že blokáda dopaminu snižuje touhu, zvýšení chování při užívání drog lze považovat nikoli za chemickou touhu, ale za hluboce psychologickou touhu prostě něco „cítit“.

Deficity hladin dopaminu jsou spojeny s poruchou pozornosti a hyperaktivity (ADHD) a stimulační léky používané k úspěšné léčbě poruchy zvyšují hladiny neurotransmiterů dopaminu, což vede ke snížení příznaků.

Latentní inhibice a kreativní pud

Dopamin v mezolimbické dráze zvyšuje celkové vzrušení a cílené chování a snižuje latentní inhibici; všechny tři efekty zvyšují tvůrčí sílu generování nápadů. To vedlo k třífaktorovému modelu kreativity zahrnujícímu čelní laloky, spánkové laloky a mezolimbický dopamin.

Neobvykle vysoký účinek dopaminu byl také silně spojen s psychózou a schizofrenií,
S těmito stavy jsou spojovány zejména dopaminové neurony v mezolimbické dráze. Důkazy pocházejí částečně z objevu třídy léků zvaných fenothiaziny (které blokují dopaminové receptory D2), které mohou snižovat psychotické příznaky, a částečně ze zjištění, že drogy jako amfetamin a kokain (o kterých je známo, že výrazně zvyšují hladinu dopaminu) mohou způsobovat psychózy. Kvůli tomu je většina moderních antipsychotických léků, například Risperidon, navržena tak, aby blokovala funkci dopaminu v různé míře.

Levodopa je prekurzor dopaminu používaný v různých formách k léčbě Parkinsonovy nemoci. Obvykle se podává současně s inhibitorem periferní dekarboxylace (DDC, dopa dekarboxylázy), jako je karbidopa nebo benserazid. Používají se také inhibitory alternativní metabolické cesty dopaminu katechol-O-methyl transferázou. Patří mezi ně entakapon a tolkapon.

Dopamin se také používá jako inotropní lék u pacientů s šokem ke zvýšení srdečního výdeje a krevního tlaku.

{2C-B}
{2C-C}
{2C-D}
{2C-E}
{2C-I}
{2C-N}
{2C-T-2}
{2C-T-21}
{2C-T-4}
{2C-T-7}
{2C-T-8}
{3C-E}
{4-FMP}
{Bupropion}
{Cathine}
{Cathinone}
{DESOXY}
{Dextroamphetamin}
{Metamfetamin}
{Diethylcathinone}
{Dimethylcathinone}
{DOC}
{DOB}
{DOI}
{DOM}
{bk-MBDB}
{Dopamin}
{Br-DFLY}
{Efedrin}
{Epinefrin}
{Escaline}
{Fenfluramin}
{Levalbuterol}
{Levmetamfetamin}
{MBDB}
{MDA}
{MDMA}
{bk-MDMA/MDMC/MDMCat/Methylone}
{MDEA}
(MDPV)
{Mescaline}
{Methcathinone}
{Methylfenidát}
{Norepinefrin}
{Phentermine}
{Salbutamol}
{Tyramin}
{Venlafaxin}