Catécholamines: synthèse, libération et fonctions
Les catécholamines (CA) ou les aminohormones sont toutes les substances qui contiennent dans leur structure un groupe catéchol et une chaîne latérale avec un groupe amino. Ils peuvent fonctionner dans notre corps comme hormones ou comme neurotransmetteurs.
Les catécholamines sont une classe de monoamines synthétisées à partir de tyrosine. Les principaux sont la dopamine, l'adrénaline et la noradrénaline.
Ils se composent de neurotransmetteurs très importants dans notre corps et exercent de multiples fonctions. Ils participent aux mécanismes neuronaux et endocriniens.
Certaines des fonctions du système nerveux central qui contrôlent sont le mouvement, la cognition, les émotions, l’apprentissage et la mémoire.
Les catécholamines jouent un rôle fondamental dans les réponses au stress. De cette manière, la libération de ces substances augmente lorsque le stress physique ou émotionnel est ressenti.
Au niveau cellulaire, ces substances modulent l'activité neuronale en ouvrant ou en fermant des canaux ioniques en fonction des récepteurs impliqués (Nicoll et al., 1990).
Les niveaux de catécholamine peuvent être observés par des analyses de sang et d'urine. En fait, les catécholamines sont liées à environ 50% des protéines dans le sang.
Des altérations de la neurotransmission des catécholamines semblent expliquer certains troubles neurologiques et neuropsychiatriques. Par exemple, la dépression est associée à de faibles concentrations de ces substances, par opposition à l’anxiété. Par ailleurs, la dopamine semble jouer un rôle essentiel dans des maladies telles que la maladie de Parkinson et la schizophrénie.
Biosynthèse de catécholamines
Les catécholamines sont dérivées de la tyrosine, un acide aminé constituant les protéines. Il peut être directement dérivé du régime alimentaire (source exogène) ou synthétisé dans le foie à partir de phénylalanine (une source endogène).
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 tels que viande rouge, œuf, poisson, produits laitiers, pois chiches, lentilles, noix, etc.
On le trouve également dans l'aspartame, un édulcorant largement utilisé dans les boissons gazeuses et les produits diététiques. Quant à la tyrosine, elle peut être trouvée dans le fromage.
Pour que les catécholamines se forment, la tyrosine doit être synthétisée par une hormone appelée tyrosine hydroxylase. Une fois hydroxylée, on obtient la L-DOPA (L-3, 4-dihydroxyphénylalanine).
Ensuite, la DOPA passe par un processus de décarboxylation à travers l'enzyme DOPA décarboxylase, produisant de la dopamine.
À partir de la dopamine et grâce à la dopamine bêta-hydroxylée, on obtient la noradrénaline (également appelée noradrénaline).
L'adrénaline se forme dans la moelle des glandes surrénales, situées sur les reins. Il provient de noradrénaline. L'adrénaline se forme lorsque la noradrénaline est synthétisée par l'enzyme phényléthanolamine N-méthyltransférase (PNMT). Cette enzyme ne se trouve que dans les cellules de la médullosurrénale.
D'autre part, l'inhibition de la synthèse de la catécholamine 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?
Comme indiqué précédemment, les principales catécholamines proviennent des glandes surrénales. Spécifiquement dans 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 dans le système nerveux sympathique. Ainsi, lorsque ces substances sont libérées dans le sang, on observe une augmentation de la pression artérielle, une contraction musculaire accrue et une augmentation du taux de glucose. Ainsi que l'accélération du rythme cardiaque et de la respiration.
Pour cette raison, les catécholamines sont essentielles pour préparer les réponses au stress, au combat ou au vol.
La norépinéphrine ou norépinéphrine 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 ensemble de cellules appelé A6.
Ces neurones se projettent sur l'hippocampe, l'amygdale, le thalamus et le cortex; constituant la voie noradrénaline dorsale. Ce chemin semble être impliqué dans les fonctions cognitives telles que l'attention et la mémoire.
La voie ventrale, qui relie l'hypothalamus, semble participer aux fonctions végétative, neuroendocrine et autonome.
D'autre part, la dopamine peut également provenir de la médullosurrénale et des nerfs sympathiques périphériques. Cependant, il agit principalement comme neurotransmetteur du système nerveux central. De cette manière, il survient principalement dans deux zones du tronc cérébral: la substantia nigra et la zone tégmentale ventrale.
Plus précisément, les principaux groupes de cellules dopaminergiques se trouvent dans la région ventrale du cerveau moyen, une zone appelée "groupe de cellules A9". Cette zone comprend la substance noire. Ils sont également situés dans la cellule A10 (zone tégumentale ventrale).
Les neurones A9 projettent leurs fibres sur le noyau caudé et le putamen, formant ainsi la voie nigrostriatale. Ceci est fondamental pour le contrôle moteur.
Tandis que les neurones de la zone A10 traversent le noyau d’accumbens, l’amygdale et le cortex préfrontal, formant ainsi la voie mésocortico-limbique. Ceci est essentiel dans la motivation, les émotions et la formation de souvenirs.
En outre, il existe un autre groupe de cellules dopaminergiques dans une partie de l'hypothalamus, qui se connecte à l'hypophyse pour exercer des fonctions hormonales.
Il existe également d'autres noyaux dans la zone du tronc cérébral associés à l'adrénaline, tels que la zone postrema et le tractus solitaire. Cependant, afin de libérer de l'adrénaline dans le sang, la présence d'un autre neurotransmetteur, l'acétylcholine, est nécessaire.
Libération de catécholamines
Pour que les catécholamines soient libérées, la libération précédente d’acétylcholine est nécessaire. Cette libération peut se produire, par exemple, lorsque nous détectons un danger. L'acétylcholine fournit la médullosurrénale et produit une série d'événements cellulaires
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 avec les catécholamines et sont responsables d'une grande variété de fonctions.
Habituellement, lorsque la dopamine, l'adrénaline ou la noradrénaline se lient à ces récepteurs; une réaction d'évasion ou de combat se produit. Ainsi, augmente la fréquence cardiaque, la tension musculaire et apparaît une dilatation des pupilles. Ils influencent également le système gastro-intestinal.
Il est important de noter que les catécholamines dans le sang qui libèrent la médullosurrénale exercent leurs effets sur les tissus périphériques, mais pas dans 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 d'accumbens, le cortex cérébral, l'amygdale et la substance noire.
Fonctions
Les catécholamines peuvent moduler des fonctions très diverses de l'organisme. Comme mentionné ci-dessus, ils peuvent circuler dans le sang ou exercer différents effets sur le cerveau (tels que les neurotransmetteurs).
Ensuite, vous pourrez en apprendre davantage sur les fonctions auxquelles participent les catécholamines:
Fonctions cardiaques
L'augmentation du niveau d'adrénaline (principalement) entraîne une augmentation de la force contractile du cœur. De plus, la fréquence des battements augmente. Cela provoque une augmentation de l'apport en 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'adrénaline semble réduire la motilité et les sécrétions gastriques et intestinales. Ainsi que la contraction du sphincter. Les récepteurs adrénergiques impliqués dans ces fonctions sont a1, a2 et b2.
Fonctions urinaires
L'adrénaline détend le muscle detrusor de la vessie (afin que davantage d'urine puisse 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 de la pupille (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 diminue les sécrétions bronchiques exerçant une action bronchodilatatrice.
Fonctions dans le système nerveux central
Dans le système nerveux, la noradrénaline et la dopamine augmentent la viligancia, l’attention, la concentration et le traitement des stimuli.
Cela nous permet de réagir plus rapidement aux stimuli et d'apprendre et de mieux nous souvenir. Ils interviennent également dans les sensations de plaisir et de récompense. Cependant, des niveaux élevés de ces substances ont été associés à des problèmes d'anxiété.
Bien que de faibles niveaux de dopamine semblent influencer l'apparition de modifications de l'attention, de difficultés d'apprentissage et de dépression.
Fonctions motrices
La dopamine est la principale catécholamine impliquée dans la médiation du contrôle des mouvements. Les zones responsables sont la substance noire et les noyaux gris centraux (en particulier le noyau caudé).
En fait, il a été démontré que l'absence de dopamine dans les noyaux gris centraux était à l'origine de la maladie de Parkinson.
Le stress
Les catécholamines jouent un rôle très important dans la régulation du stress. Les niveaux de ces substances sont élevés pour préparer notre corps à réagir à des stimuli potentiellement dangereux. Voici comment apparaissent les réponses au combat ou au vol.
Actions sur le système immunitaire
Il a été démontré que le stress influençait le système immunitaire, principalement sous l'effet de l'adrénaline et de la noradrénaline. Lorsque nous sommes exposés au stress, la glande surrénale libère de l'adrénaline, tandis que la noradrénaline est sécrétée par le système nerveux. Cela innerve les organes impliqués dans le système immunitaire.
Une augmentation très prolongée des catécholamines produit un stress chronique et affaiblit le système immunitaire.
Analyse des catécholamines dans l'urine et le sang
L'organisme décompose les catécholamines et les excrète dans l'urine. Par conséquent, une analyse d'urine permet d'observer la quantité de catécholamines sécrétées au cours d'une période de 24 heures. Ce test peut également être fait par un test sanguin.
Ce test est généralement effectué pour diagnostiquer les tumeurs des glandes surrénales (phéochromocytome). Une tumeur dans cette zone entraînerait la libération d'un trop grand nombre de catécholamines. Ce qui se traduirait par des symptômes tels que l'hypertension, la transpiration excessive, les maux de tête, les tachycardies et les tremblements.
Des niveaux élevés de catécholamines dans l'urine peuvent également manifester tout type de stress excessif, tel que des infections dans tout le corps, des chirurgies ou des traumatismes.
Bien que ces niveaux puissent être modifiés si des médicaments ont été pris pour la pression artérielle, les antidépresseurs, les médicaments ou la caféine. En outre, avoir passé le 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.
