Биогенные амины: адреналин, норадреналин, дофамин, серотонин и их метилированные метаболиты: метанефрин, норметанефрин - в крови

Биогенные амины – это группа веществ, играющих важнейшую роль в регуляции различных физиологических процессов, выступая в качестве нейромедиаторов, гормонов и модуляторов иммунной системы. К наиболее значимым биогенным аминам относятся адреналин, норадреналин, дофамин и серотонин. Их метаболизм, в частности метилирование, приводит к образованию метанефрина и норметанефрина, которые также имеют важное диагностическое значение.

1. Адреналин, также известный как эпинефрин, является гормоном и нейромедиатором, синтезируемый в надпочечниках и некоторых нейронах центральной нервной системы. Его синтез начинается с аминокислоты фенилаланина, которая превращается в тирозин, а затем в дигидроксифенилаланин (ДОФА). ДОФА последовательно преобразуется сначала до дофамина, который, в свою очередь, превращается в норадреналин. Завершающим этапом является метилирование норадреналина с образованием адреналина.
Основная функция адреналина связана с реакцией организма на стресс, которую часто называют "бей или беги". При стрессовых ситуациях, таких как опасность или физическая нагрузка, адреналин высвобождается в кровь, вызывая ряд физиологических изменений, направленных на повышение готовности организма к работе.
Действие адреналина осуществляется через адренергические рецепторы, расположенные на поверхности различных клеток. Существует два основных типа адренергических рецепторов: альфа (α) и бета (β). Каждый из этих типов имеет несколько подтипов (α1, α2, β1, β2, β3), которые различаются по своей локализации и функциям.
Связывание адреналина с α1-адренорецепторами вызывает сужение кровеносных сосудов кожи, слизистых оболочек и внутренних органов, что приводит к повышению артериального давления. Стимуляция β1-адренорецепторов в сердце увеличивает частоту и силу сердечных сокращений, повышая сердечный выброс. Активация β2-адренорецепторов вызывает расширение бронхов, облегчая дыхание, а также стимулирует расщепление гликогена в печени и мышцах, повышая уровень глюкозы в крови.
Таким образом, адреналин играет ключевую роль в мобилизации энергетических ресурсов организма и обеспечении его готовности к физической активности или борьбе со стрессом. Помимо этого, адреналин участвует в регуляции метаболизма, иммунной функции и воспалительных процессов. Измерение уровня адреналина в крови может быть полезным при диагностике различных заболеваний, включая феохромоцитому (опухоль надпочечников, вырабатывающая избыточное количество адреналина).

2. Норадреналин, также известный как норэпинефрин, является как гормоном, так и нейромедиатором. Синтезируется как в надпочечниках, так и в нейронах симпатической нервной системы. Синтез норадреналина является частью пути синтеза адреналина и образуется из дофамина.
Основная функция норадреналина связана с регуляцией артериального давления, внимания, бдительности и настроения. В отличие от адреналина, который в большей степени влияет на метаболизм, норадреналин оказывает более выраженное воздействие на сосудистый тонус и когнитивные функции.
Норадреналин действует через аналогичные адреналину рецепторы, но его чувствительность к их разным подтипам отличается. Норадреналин обладает большей чувствительностью к α-адренорецепторам, чем к β2 адренорецепторам.
Стимуляция α1-адренорецепторов норадреналином вызывает сужение кровеносных сосудов, повышая артериальное давление. Активация α2-адренорецепторов, расположенных на нейронах, приводит к снижению высвобождения норадреналина. Стимуляция β1-адренорецепторов в сердце увеличивает частоту и силу сердечных сокращений, хотя в меньшей степени, чем адреналин.
В центральной нервной системе норадреналин играет важную роль в регуляции внимания, бдительности и настроения. Он участвует в процессах обучения и запоминания, а также в регуляции цикла сон-бодрствование. Недостаток норадреналина может проявляться депрессией, снижением концентрации внимания и хронической усталостью.
Измерение уровня норадреналина в крови используется для диагностики различных заболеваний, включая феохромоцитому и другие нейроэндокринные опухоли. Изменение уровня норадреналина также может наблюдаться при стрессе, физической нагрузке и некоторых неврологических расстройствах.

3. Дофамин является нейромедиатором, играющим ключевую роль в регуляции двигательной активности, мотивации, удовольствия и познавательных функций. Образуется в различных областях мозга. Синтез дофамина начинается с аминокислоты тирозина, которая превращается в ДОФА, а затем в дофамин.
Дофамин действует через дофаминовые рецепторы, играя важную роль в регуляции двигательной активности. Дегенерация дофаминовых нейронов в головном мозге приводит к развитию болезни Паркинсона, характеризующейся тремором, ригидностью, замедленностью движений и постуральной неустойчивостью.
Также дофамин играет ключевую роль в системе вознаграждения мозга. Он высвобождается в ответ на приятные стимулы, такие как еда, секс и социальное взаимодействие, вызывая чувство удовольствия и мотивации. Дисфункция дофаминергической системы может приводить к развитию зависимостей, таких как наркомания и алкоголизм.
Кроме того, дофамин участвует в регуляции познавательных функций, таких как внимание, память и принятие решений.
Измерение уровня дофамина в крови полезно при диагностике различных заболеваний, включая болезнь Паркинсона, шизофрению и другие психические расстройства. Однако следует отметить, что уровень дофамина в крови не всегда отражает его уровень в мозге.

4. Серотонин является нейромедиатором, играющим важную роль в регуляции настроения, сна, аппетита, болевой чувствительности и других физиологических процессов. Он синтезируется в нейронах центральной нервной системы и клетках желудочно-кишечного тракта. Синтез серотонина начинается с аминокислоты триптофана, которая преобразуется в 5-гидрокситриптофан, а затем в серотонин.
Серотонин действует через серотониновые рецепторы. Играет ключевую роль в регуляции настроения. Низкий уровень серотонина связан с депрессией, тревогой и обсессивно-компульсивным расстройством. Многие антидепрессанты, увеличивают уровень серотонина, облегчая симптомы депрессии.
Серотонин также участвует в регуляции сна. Он влияет на циркадные ритмы и способствует наступлению сна. Кроме того, серотонин играет роль в регуляции аппетита. Может уменьшать чувство голода и способствовать насыщению. Участвует в регуляции болевой чувствительности. Может оказывать как обезболивающее, так и усиливающее боль действие, в зависимости от того, какой подтип серотонинового рецептора активируется.
Измерение уровня серотонина в крови полезно при диагностике различных заболеваний, включая депрессию, тревожные расстройства и мигрень. Кроме того, уровень серотонина в крови может быть повышен при карциноидном синдроме, опухоли, вырабатывающей избыточное количество серотонина.

5. Метанефрин и норметанефрин являются метаболитами (производными) адреналина и норадреналина. Метанефрин образуется из адреналина, а норметанефрин – из норадреналина.
В отличие от адреналина и норадреналина, которые высвобождаются в кровь эпизодически в ответ на стресс, метанефрин и норметанефрин высвобождаются непрерывно. Они метаболизируются в печени и выводятся из организма с мочой.
Измерение уровня метанефрина и норметанефрина в крови используется для диагностики феохромоцитомы и других нейроэндокринных опухолей, вырабатывающих избыточное количество катехоламинов.

Исследование биогенных аминов и их метаболитов позволяет:
1. Диагностировать нейроэндокринные опухоли: феохромоцитому (опухоль надпочечников) и другие катехоламин-продуцирующие опухоли.
2. Диагностировать и мониторировать неврологические и психиатрические расстройства: болезнь Паркинсона, шизофрения, депрессия, тревожные расстройства и другие неврологические и психиатрические заболевания.
3. Оценивать эффективность лечения: изменение уровня этих веществ в ответ на лечение может указывать на эффективность терапии.
4. Оценивать риск сердечно-сосудистых заболеваний: высокие уровни катехоламинов могут свидетельствовать о повышенном риске развития сердечно-сосудистых заболеваний, таких как гипертония, аритмия и инфаркт миокарда.