Катехоламины это – Катехоламины: определение, свойства представителей группы, значение определения катехоламинов в моче и крови, использование в медицине

Содержание

Катехоламины — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Катехоламины — физиологически активные вещества, выполняющие роль химических посредников и «управляющих» молекул (медиаторов и нейрогормонов) в межклеточных взаимодействиях у животных и человека, в том числе в их мозге; производные пирокатехина. К катехоламинам относятся, в частности, такие нейромедиаторы, как адреналин, норадреналин, дофамин (допамин). Адреналин часто, особенно в западной литературе, называют «эпинефрин» (то есть «вещество надпочечников»). Соответственно, норадреналин часто называют «норэпинефрин».

Катехоламины адреналин, норадреналин и дофамин синтезируются в мозговом веществе надпочечников и мозге. Так как при различных заболеваниях катехоламины и их метаболиты, например, метанефрин и норметанефрин секретируются в повышенных количествах, их можно использовать в диагностических целях. При ряде психических заболеваний в определенных зонах мозга бывает недостаток катехоламинов.

Адреналин — конечный продукт биосинтеза катехоламинов. В целом синтез катехоламинов — это сложный биохимический процесс. Схематически это выглядит так: Тирозин → ДОФА → Дофамин → Норадреналин → Адреналин^[1]. Для катализа этого процесса необходим ряд ферментов.

Катехоламины прямо или косвенно повышают активность эндокринных желез, стимулируют гипоталамус и гипофиз. При любой напряженной работе, особенно физической, содержание в крови катехоламинов увеличивается. Это приспособительная реакция организма к нагрузке любого рода. И чем более выражена реакция, тем лучше организм приспосабливается, тем быстрее достигается состояние тренированности. При интенсивной физической работе повышение температуры тела, учащение сердцебиения и др. вызвано выделением в кровь большого количества катехоламинов.

Адреналин называют «гормоном страха» из-за того, что при испуге сердце начинает биться чаще. Выброс адреналина происходит при любом сильном волнении или большой физической нагрузке. Адреналин повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы, усиливает распад углеводов (гликогена) и жиров, вызывает сужение сосудов органов брюшной полости, кожи и слизистых оболочек; расширяет сосуды скелетной мускулатуры. Артериальное давление под действием адреналина повышается. Если человек испуган или взволнован, то его выносливость резко повышается.

Норадреналин называют «гормоном ярости», т.к. в результате выброса в кровь норадреналина всегда возникает реакция агрессии, значительно увеличивается мышечная сила. Его секреция и выброс в кровь усиливаются при стрессе, кровотечениях, тяжелой физической работе и других ситуациях, требующих быстрой перестройки организма. Так как норадреналин оказывает сильное сосудосуживающее действие, его выброс в кровь играет ключевую роль в регуляции скорости и объема кровотока.

Дофамин вызывает повышение сердечного выброса, оказывает вазоконстрикторное действие, улучшает кровоток и пр., стимулирует распад гликогена и подавляет утилизацию глюкозы тканями. Дофамин также вызывает ощущение удовольствия, чем влияет на процессы мотивации и обучения. Дофамин вызывает повышение концентрации глюкозы в крови. Он участвует в регуляции образования гормона роста, в торможении секреции пролактина. Недостаточный синтез дофамина обусловливает нарушение двигательной функции — синдром Паркинсона. Резкое повышение экскреции дофамина и его метаболитов с мочой наблюдается при гормонально-активных опухолях. При гиповитаминозе витамина В6 в тканях головного мозга увеличивается содержание дофамина, появляются его метаболиты, которые отсутствуют в норме.

Инактивация катехоламинов происходит при участии двух ферментов: катехол-О-метилтрансферазы и моноаминооксидазы с образованием в конечном итоге ванилилминдальной кислоты. Определение ванилилминдальной кислоты в моче используется с целью диагностики феохромоцитомы (опухоли мозгового вещества надпочечников).

Ряд патологических процессов в надпочечниках (обычно опухолевой этиологии) связан с постоянным или приступообразным выбросом катехоламинов в синаптическую щель. Наиболее часто встречается т. н. феохромоцитома, то есть опухоль мозгового вещества надпочечников, где и происходит синтез катехоламинов. В 10 % случаев феохромоцитом наблюдается злокачественное перерождение опухоли. Кроме того, повышение уровня катехоламинов и их метаболитов метанефрина и норметанефрина можно наблюдать при карциноиде.

Катехоламины — это… Что такое Катехоламины?

Адреналин

Норадреналин

Дофамин

Синтез

Биосинтез катехоламинов

Катехоламины адреналин, норадреналин и дофамин синтезируются в мозговом веществе надпочечников, в симпатической нервной системе и в мозге. Так как при различных заболеваниях катехоламины и их метаболиты, например, метанефрин и норметанефрин секретируются в повышенных количествах, их можно использовать в диагностических целях. При ряде психических заболеваний в определенных зонах мозга бывает недостаток катехоламинов.

Функции

Адреналин, его называют «гормоном страха» из-за того, что при испуге, сердце начинает биться чаще. Выброс адреналина происходит при любом сильном волнении или большой физической нагрузке. Адреналин повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы, усиливает распад углеводов (гликогена) и жиров, вызывает сужение сосудов органов брюшной полости, кожи и слизистых оболочек; в меньшей степени сужает сосуды скелетной мускулатуры. Артериальное давление под действием адреналина повышается. Если человек испуган или взволнован, то его выносливость резко повышается.

Дофамин вызывает повышение сердечного выброса, оказывает сосудорасширяющее действие, улучшает кровоток и пр., стимулирует распад гликогена и подавляет утилизацию глюкозы тканями. Дофамин вызывает повышение концентрации глюкозы в крови. Он участвует в регуляции образования гормона роста, в торможении секреции пролактина. Недостаточный синтез дофамина обусловливает нарушение двигательной функции — синдром Паркинсона. Резкое повышение экскреции дофамина и его метаболитов с мочой наблюдается при гормонально-активных опухолях. При гиповитаминозе витамина В6 в тканях головного мозга увеличивается содержание дофамина, появляются его метаболиты, которые отсутствуют в норме.

Метаболизм

Инактивация Катехоламинов происходит при участии двух ферментов: Катехол-О-метилтрансферазы и Моноаминооксидазы с образованием в конечном итоге ванилилминдальной кислоты. Определение ванилилминдальной кислоты в моче используется с целью диагностики феохромоцитомы (опухоли мозгового вещества надпочечников).

Патология

См. также

Примечания

Ссылки

что это такое? Определение уровня катехоламинов в крови и моче

Фенилэтиламины или катехоламины – что это такое? Это активные вещества, которые выступают в качестве посредников в межклеточных химических взаимодействиях в организме человека. К ним относятся: норадреналин (норэпинефрин), адреналин (эпинефрин), которые представляют собой гормональные вещества, а также дофамин, являющийся нейромедиатором.

Общая информация

Катехоламины – что это такое? Это несколько гормонов, которые производятся в надпочечниках, его мозговым веществом и поступают в кровяное русло в качестве ответной реакции на эмоциональную либо физическую стрессовую ситуацию. Далее, эти активные вещества принимают участие в передаче нервных импульсов в мозг, провоцируют:

высвобождение источников энергии, которыми выступают жирные кислоты и глюкоза;

расширение зрачков и бронхиол.

Непосредственно норадреналин повышает артериальное давление, сужая кровяные сосуды. Адреналин выступает стимулятором обмена веществ и учащает сердцебиение. После того, как гормональные вещества выполнят свою работу, они распадаются и вместе с уриной выводятся из организма. Таким образом, функции катехоламинов заключаются в том, что они провоцируют эндокринные железы на активную работу, а также способствуют стимуляции гипофиза и гипоталамуса. В норме количество катехоламинов и их метаболитов содержится в небольших количествах. Однако, при стрессах их концентрация на некоторое время возрастает. При некоторых патологических состояниях (опухоли хромаффинные, нейроэндокринные) образуется огромное количество этих активных веществ. Анализы позволяют обнаружить их в крови и моче. В этом случае появляются следующие симптомы:

повышение артериального давления на короткий или длительный период;
очень сильные головные боли;
дрожь в теле;
усиленное потоотделение;
длительное беспокойство;
тошнота;
небольшое покалывание в конечностях.

Эффективным методом лечения опухолей считается оперативное вмешательство, направленное на ее удаление. В результате снижается уровень катехоламинов, а симптомы уменьшаются или исчезают.

Механизм действия

Эффект заключается в активировании мембранных рецепторов, расположенных в клеточной ткани органов-мишеней. Далее, белковые молекулы, изменяясь, запускают внутриклеточные реакции, благодаря которым формируется физиологический ответ. Гормональные вещества, вырабатываемые надпочечниками и щитовидной железой, увеличивают чувствительность рецепторов к норадреналину и адреналину.

Эти гормональные вещества влияют на следующие виды деятельности головного мозга:

агрессивность;
настроение;
эмоциональную устойчивость;
воспроизведение и усвоение информации;
быстроту мышления;
участвуют в формировании поведения.

Кроме того, катехоламины дают энергию организму. Высокая концентрация этого комплекса гормонов у детей приводит к их подвижности, жизнерадостности. По мере взросления производство катехоламинов уменьшается, и ребенок становится более сдержанным, интенсивность умственной активности несколько снижается, возможно, ухудшение настроения. Стимулируя гипоталамус и гипофиз, катехоламины способствуют увеличению активности эндокринных желез. Интенсивные физические или умственные нагрузки, при которых учащается сердцебиение и повышается температура тела, приводят к увеличению катехоламинов в кровяном потоке. Комплекс этих активных веществ действует стремительно.

Виды катехоламинов

Катехоламины – что это такое? Это биологически активные вещества, которые благодаря своему моментальному реагированию позволяют организму индивида сработать на опережение.

Норадреналин. Это вещество имеет другое название – гормон агрессии или ярости, так как попадая в кровяное русло, провоцирует раздражительность и увеличение мышечной массы тела. Количество этого вещества напрямую связано с большими физическими перегрузками, стрессовыми ситуациями либо аллергическими реакциями. Избыток норадреналина, оказывая сужающее действие на сосуды, оказывает непосредственное влияние на скорость циркуляции и объем крови. Лица человека приобретает красный оттенок.
Адреналин. Второе название – гормон страха. Концентрация его повышается при чрезмерных переживаниях, нагрузках как физических, так и умственных, а также при сильном испуге. Образуется это гормональное вещество из норадреналина и дофамина. Адреналин, сужая кровеносные сосуды, провоцирует повышение давления и оказывает влияние на быстрый распад углеводов, кислорода и жиров. Лицо индивида приобретает бледный вид, выносливость при сильном волнении или испуге увеличивается.
Дофамин. Гормоном счастья называют это активное вещество, которое участвует в производстве норадреналина и адреналина. Оказывает на организм сосудосуживающее действие, провоцирует повышение концентрации глюкозы в крови, подавляя ее утилизацию. Тормозит производство пролактина, и оказывает влияние на синтез гормона роста. Дофамин оказывает влияние на половое влечение, сон, мыслительные процессы, на радость, и удовольствие от приема пищи. Увеличение вывода дофамина из организма вместе с уриной обнаруживают при наличии опухолей гормональной природы. В тканях головного мозга уровень этого вещества повышается при нехватке пиридоксина гидрохлорида.

Биологическое действие катехоламинов

Адреналин существенно влияет на сердечную деятельность: усиливает проводимость, возбудимость и сократимость мышцы миокарда. Под воздействием этого вещества повышается артериальное давление, а также увеличивается:

сила и частота сердечных сокращений;
минутный и систолический объем крови.

Избыточная концентрация адреналина может спровоцировать:

аритмию;
в редких случаях мерцание желудочков;
нарушение процессов окисления в мышце сердца;
изменения обменных процессов в миокарде, вплоть до дистрофических изменений.

В отличие от адреналина, норадреналин не оказывает существенного влияния на сердечную деятельность и вызывает урежение сердечных сокращений.

Оба гормональных вещества:

Оказывают на кожу, легкие и селезенку сосудосуживающие действие. У адреналина этот процесс более выражен.
Расширяют венечные артерии желудка и сердца, при этом действие норадреналина на коронарные артерии сильнее.
Играют роль в обменных процессах организма. Адреналин преобладает по воздействию.
Способствуют снижению тонуса мускулатуры желчного пузыря, матки, бронхов, кишечника. Менее активен в этом случае норадреналин.
Вызывают снижение эозинофилов и увеличение нейтрофилов в крови.

В каких случаях назначают исследование мочи?

Анализ на катехоламины в моче дает возможность выявить нарушения, которые вследствие патологических процессов приводят к нарушению нормального функционирования организма. Причинами сбоев могут быть различные серьезные заболевания. Назначают этот вид лабораторного исследования в следующих случаях:

Для контроля терапии при лечении хромаффинной опухоли.
При нейроэндокринном или выявленном новообразовании надпочечников, или генетической предрасположенности к опухолевому образованию.
При гипертонической болезни, которая не поддается лечению.
Наличие гипертензии с постоянной головной болью, учащенным сердцебиением и повышенным потоотделением.
Подозрение на хромаффинное новообразование.

Подготовка к исследованию мочи

Определение катехоламинов помогает подтвердить наличие патологических процессов в организме человека, например, повышенное кровяное давление и онкологию, а также убедиться в эффективности лечения феохромоцитомы и нейробластомы. Для точных итогов анализа следует пройти подготовку, которая заключается в следующем:

За две недели до процедуры не принимать лекарственных средств, влияющих на усиленное выделение норадреналина из окончаний адренергических нервов, по согласованию с лечащим доктором.
За двое суток не пить препараты, обладающие мочегонным действием. Исключить чайные, кофейные, спиртосодержащие напитки, какао, пиво, а также сыр, авокадо и другие экзотические овощи и фрукты, все бобовые культуры, орехи, шоколад, все продукты, в которых содержится ванилин.
За сутки и в период сбора суточной урины избегать любого перенапряжения, исключить курение.

Непосредственно перед сбором урины для анализа на катехоламины провести гигиену половых органов. Биологический материал собирают три раза в сутки. Первую утреннюю порцию не берут. Через три часа после этого осуществляют забор урины, второй раз – через шесть и далее, через 12 часов. До отправки в лабораторию собранный биоматериал хранят в стерильной емкости, помещенной в специальный ящик или холодильник, при определенной температуре. На контейнере для сбора урины указывают время первого и последнего опорожнения мочевого пузыря, личные данные больного, дату рождения.

В лаборатории биоматериал исследуют на несколько показателей, которые зависят от возраста и пола индивида. Единица измерения гормонов – мкг/сутки, по каждому виду имеются свои нормы:

Адреналин. Допустимые значения для граждан старше 15 лет составляют 0-20 единиц.
Норадреналин. Норма для возрастной категории от 10 лет – 15-80.
Дофамин. Показатель соответствует нормальным значениям 65-400 в возрасте от 4 лет.

На итоги исследования катехоламинов в моче оказывают влияние различные факторы. А так как патология в виде хромаффинной опухоли встречается достаточно редко, то часто показатели ложноположительные. С целью достоверной диагностики болезни назначают дополнительные виды обследований. В случае обнаружения повышенного содержания катехоламинов у больных с уже установленным диагнозом, данный факт свидетельствует о рецидиве заболевания и неэффективности проводимой терапии. Следует помнить, что прием некоторых групп лекарственных препаратов, стрессы, прием алкоголя, кофе и чая влияет на конечный результат исследований. Патологии, при которых выявляется повышенная концентрация катехоламинов:

болезни печени;
гипертиреоз;
инфаркт миокарда;
стенокардия;
бронхиальная астма;
язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки либо желудка;
травма головы;
длительная депрессия;
артериальная гипертония.

Низкий уровень гормональных веществ в урине свидетельствует о заболеваниях:

почек;
лейкозов;
различных психозов;
недоразвития надпочечников.

Подготовка к анализу крови на катехоламины

За 14 дней до сдачи проб необходимо исключить лекарственные препараты, содержащие симпатомиметики (по согласованию с лечащим доктором). За двое суток исключить из рациона: пиво, кофе, чай, сыр, бананы. За день отказаться от курения. За 12 часов воздержаться от приема еды.

Кровь берут через катетер, который устанавливают за сутки до забора проб биоматериала ввиду того, что прокол вены также способствует увеличению в крови концентрации катехоламинов.

Панель «Катехоламины крови» и серотонин + анализ мочи на ГВК, ВМК, 5-ОИУК

Используя такую панель, определяют содержание катехоламинов: серотонина, дофамина, норадреналина, адреналина и их метаболитов. Показания к назначению данного исследования следующие:

определение причин гипертонических кризов и артериальной гипертензии;
с целью диагностирования новообразований нервной ткани и надпочечников.

Больше информации можно получить при назначении анализа суточной урины для определения уровня катехоламинов в связи с тем, что на их синтез в этот промежуток оказывают влияние:

боль;
холод;
стресс;
травмы;
жара;
физическое перенапряжение;
асфиксия;
любые виды нагрузок;
кровотечения;
употребление средств наркотической природы;
понижение уровня глюкозы в крови.

При диагностированной артериальной гипертензии концентрация катехоламинов в крови приближается к наивысшей планке нормальных показателей, а в некоторых случаях увеличивается примерно в два раза. В стрессовой ситуации адреналин в плазме крови возрастает в десять раз. В связи с тем, что катехоламины в крови довольно быстро нейтрализуются, для диагностики патологических состояний их уместно выявлять в урине. Практикующие доктора назначают анализы на концентрацию норадреналина и адреналина в основном для диагностирования гипертензий и феохромоцитомы. У маленьких детей, с целью подтверждения нейробластомы, важно определение метаболитов норадреналина и адреналина, а также дофамина.

С целью получения достоверной информации о катехоламинах в анализе урины определяют и наличие продуктов их распада: ГВК (гомованилиновой кислоты), ВМК (ванилилминдальной кислоты), норметанефрина, метанефрина. Выведение продуктов обмена в норме превышает выведение комплекса гормональных веществ. Концентрация метанефрина и ВМК в урине сильно завышена при феофромоцитоме, что важно для постановки диагноза.

Ванилилминдальная кислота является продуктом распада адреналина и норадреналина, обнаруживают ее в суточном анализе на катехоламины. Показаниями к назначению анализа являются нейробластомы, опухоли и оценка работы надпочечников, гипертоническая болезнь и кризы. Исследование данного метаболита позволяет сделать вывод о синтезе адреналина и норадреналина, а также оказывает помощь в диагностике новообразований и оценке мозгового вещества надпочечников.

Серотонин

В онкологической практике для выявления аргентаффином, особого вида опухолей, имеет значение такой показатель в крови, как катехоламин серотонин. Он считается одним из медиаторов воспаления и является высокоактивным биогенным амином. Вещество оказывает сосудосуживающее действие, принимает участие в регулировании температуры, дыхания, давления, фильтрации почек, стимулирует гладкую мускулатуру кишечника, сосудов, бронхиол. Серотонин способен вызвать агрегацию тромбоцитов. Содержание его в организме выявляется с помощью метаболита 5-ОИУК (гидроксииндолуксусная кислота) урины. Содержание серотонина повышено в случаях:

карциноидной опухоли полости живота с метастазами;
гипертонических кризов при диагнозе феохромоцитома;
нейроэндокринных опухолей простаты, яичников, кишечника, бронхов;
феохромоцитомы;
метастаз или неполного удаления новообразования после хирургического вмешательства.

В организме серотонин превращается в гидроксииндолуксусную кислоту и выходит вместе с мочой. Концентрацию этого вещества в крови определяют по количеству выведенного метаболита.

Катехоламины – что это такое? Это полезные вещества для любого индивида, необходимые для мгновенной ответной реакции организма на раздражитель: стресс или страх. Анализ крови показывает наличие гормонов непосредственно на момент взятия биоматериала, а исследование урины – только за предыдущие сутки.

Катехоламины — это… Что такое Катехоламины?

физиологически активные вещества, относящиеся к биогенным моноаминам; являются медиаторами (норадреналин, дофамин) и гормонами (адреналин, норадреналин) симпатоадреналовой (адренергической) системы. Основные регуляторные влияния симпатоадреналовой системы (Симпатоадреналовая система) осуществляются через мозговое вещество надпочечников и адренергические нейроны. Наибольшее количество К. синтезируется и накапливается в мозговом веществе надпочечников (Надпочечники), однако недостаточность К. не развивается даже при удалении обоих надпочечников, т.к. вненадпочечниковая хромаффинная ткань и симпатические нервные окончания принимают на себя утраченную функцию мозгового вещества надпочечников, Быстрое повышение секреции К. обычно является неспецифической приспособительной реакцией организма на изменения окружающей или внутренней среды. К. синтезируются в специальных органеллах клетки — везикулах (резервных гранулах), где они находятся в связанной форме. При нервном импульсе везикулы подходят к синаптической мембране и выделяют медиатор в синаптическую щель. При этом вместе с К. в синаптическую щель поступает фермент β-гидроксилаза, который катализирует образование норадреналина из дофамина. Значительная часть катехоламинов (60—90%), освободившихся при нервном импульсе, вновь захватывается адренергическим нейроном и поступает в везикулы. Захват К. нейроном блокируется кокаином, десметилимипрамином и др., а их поступление в везикулы — резерпином. Катехоламины в ц.н.с. человека и высших животных распределяются неравномерно. Наибольшее количество норадреналина обнаружено в гипоталамусе и продолговатом мозге, дофамина — в базальных ганглиях и черной субстанции. Биологическая активность К. заключается в их способности воздействовать на функциональное состояние органов и систем, а также на интенсивность метаболических процессов в тканях. К. возбуждают деятельность ц.н.с., вызывают учащение и усиление сокращений сердца, расслабление гладких мышц кишечника и бронхов, увеличивают или снижают периферическое сопротивление кровеносных сосудов, стимулируют гликогенолиз и липолиз, повышают интенсивность азотистого обмена, влияют на процессы переноса ионов натрия, калия, кальция через клеточные мембраны. Отдельные К., обеспечивая в целом сходные реакции, отличаются по характеру влияния на функции разных органов. Так, норадреналин вызывает сужение сосудов практически всех отделов сосудистого русла, тогда как адреналин может привести к расширению сосудов, осуществляющих кровоснабжение скелетных мышц, и снижению общего периферического сопротивления кровеносных сосудов. Действие дофамина на сердечно-сосудистую систему подобно действию норадреналина, но выражено в меньшей степени, тогда как его периферические сосудистые эффекты ближе к действию адреналина. Норадреналин в отличие от адреналина может уменьшать частоту сердечных сокращений (возможно, за счет рефлекторного возбуждения блуждающего нерва в ответ на повышение АД). Физиологические эффекты К. обусловлены их способностью связываться со специфическими чувствительными к К. образованиями мембраны эффекторной клетки — адренорецепторами и через них воздействовать на адренореактивные системы клеток. В соответствии с физиологическим и биохимическим эффектом на сами К. или синтетические аналоги и чувствительностью к различным блокаторам адренорецепторы разделяют на два основных типа: α-адренорецепторы и β-адренорецепторы. Адреналин примерно в одинаковой степени активирует рецепторы обоих типов. Блокатор фентоламин ингибирует α-адренорецепторы, а пропранолол — β-адренорецепторы. Последующий фармакологический анализ свойств адренорецепторов позволил уточнить их классификацию и выделить по два подтипа: α₁-, α₂-, β₁-, β₂-рецепторы. Оба подтипа α-адренорецепторов активируются норадреналином и блокируются фентоламином. Однако α₁-адренорецепторы более чувствительны к адреномиметику фенилэфедрину и блокатору празозину, α₂-адренорецепторы — к адреномиметику клонидину и блокаторам идозаксану и йохимбину. Оба подтипа β-адренорецепторов активируются адреномиметиком изопропилнорадреналином и блокируются пропранололом. В то же время β₁-адрено-рецепторы более чувствительны к норадреналину и блокатору практололу, чем β₂-адренорецепторы, но значительно менее чувствительны к адреномиметику салбутамолу. Сходство эффектов объясняется общими чертами строения К., что обусловливает их способность к взаимодействию с любым видом адренорецепторов; различия в характере биологической активности К. определяются различной степенью их сродства к адренорецепторам разных видов (табл.). Биологическая активность К. не может рассматриваться отдельно от биологических эффектов систем, взаимодействующих с катехоламинами. Так, К. принимают участие в регуляции высвобождения рилизинг-факторов, или либеринов (см. Гипоталамические нейрогормоны), гипоталамусом; АКТГ, соматотропного гормона и пролактина гипофизом (см. Гипофизарные гормоны), Инсулина — β-клетками островков поджелудочной железы, ренина — юкстагломерулярными клетками почек. В свою очередь Кортикостероидные гормоны потенцируют действие катехоламинов на ц.н.с. и сердечно-сосудистую систему, тироксин (см. Тиреоидные гормоны) влияет на метаболизм К., инсулин является антагонистом действия К. на углеводный и жировой обмены.

Таблица.

Адренегические эффекты катехоламинов на некоторые органы, системы и виды обмена веществ [по данным Ариенса (Е.J. Ariens) и др., 1964]

———————————————————————————————————————————————

| Органы, системы, | Результат действия катехоламинов |

| виды обмена |———————————————————————————————————|

| веществ | на a-адренорецепторы | на b-адренорецепторы |

|——————————————————————————————————————————————-|

| Сердце | Эктопическое возбуждение | Повышение частоты и силы |

| | миокарда | сердечных сокращений |

|——————————————————————————————————————————————-|

| Кровеносные | Слабое снижение скорости | Значительное повышение |

| сосуды мышц | кровотока, сужение сосудов | скорости кровотока, |

| | | расширение сосудов |

|——————————————————————————————————————————————-|

| Кровеносные | Уменьшение скорости кровотока, | Повышение скорости |

| сосуды мозга | сужение сосудов | кровотока, расширение |

| | | сосудов |

|——————————————————————————————————————————————-|

| Кровеносные | Значительное уменьшение | Незначительное повышение |

| сосуды брюшной | скорости кровотока, сужение | скорости кровотока |

| полости | сосудов | |

|——————————————————————————————————————————————-|

| Кровеносные | Значительное уменьшение | Эффекта нет |

| сосуды почек | скорости кровотока | |

|——————————————————————————————————————————————-|

| Кровеносные | Значительное уменьшение | Незначительное повышение |

| сосуды кожи | скорости кровотока, сужение | скорости кровотока |

| | сосудов | |

|——————————————————————————————————————————————-|

| Селезенка | Сокращение селезенки | Эффекта нет |

|——————————————————————————————————————————————-|

| Бронхи | Эффекта нет | Расширение бронхов |

|——————————————————————————————————————————————-|

| Кишечник | Расслабление гладких мышц | Расслабление гладких мышц |

|——————————————————————————————————————————————-|

| Матка | Возбуждение сокращения | Угнетение сокращения |

| | миометрия | миометрия |

|——————————————————————————————————————————————-|

| Сфинктер и | Мидриаз | Эффекта нет |

| дилататор зрачка | | |

|——————————————————————————————————————————————-|

| Углеводный обмен | Гипергликемия (в результате | Гиперлакцидемия в результате |

| | усиления гликогенолиза в печени) | повышенного образования |

| | | молочной кислоты в мышцах |

|——————————————————————————————————————————————-|

| Жировой обмен | Мобилизация жира из жировых | Эффекта нет |

| | депо | |

———————————————————————————————————————————————

Адреналин — «гормон тревоги», норадреналин и дофамин как медиаторы нервных функций (см. Медиаторы) участвуют в формировании общего адаптационного синдрома (см. Стресс), начиная с самого первого этапа воздействия возбуждающего агента. Они активируют систему гипоталамус — гипофиз — надпочечники, обеспечивают метаболические и гемодинамические адаптивные реакции. О реакции организма на стрессовые воздействия, эмоциональную или физическую нагрузку свидетельствует увеличение экскреции К. и их метаболитов с мочой. При длительном стрессе установлены повышение активности ферментов, катализирующих синтез К., и снижение активности ферментов, катализирующих их катаболизм. При этом нарушается относительное содержание в моче отдельных К., их метаболитов и предшественников. Неадекватные гиперкатехоламинемия или гипокатехоламинемия, обусловленные нарушением синтеза, секреции, инактивации или выведения К., а также изменение чувствительности адренорецепторов тканей к отдельным К. ведут к нарушению стройной регуляции функций органов и систем, развитию патологических реакций и заболеваний. Так, несмотря на включение различных путей инактивации К. и снижение чувствительности к ним тканевых адренорецепторов, носящее защитный характер, действие К. при хромаффиноме (Хромаффинома) приобретает патологическую форму, что приводит к развитию типичной клинической картины заболевания. Резкое повышение содержания в моче К. и их метаболитов патогномонично для хромаффиномы. Генетически обусловленные нарушения активности ферментов, участвующих в обмене К., могут приводить к развитию наследственной мигрени (Мигрень). Привыкание к алкоголю при хроническом алкоголизме связывают с избыточным накоплением в тканях головного мозга метаболита дофамина — тетрагидропапаверолина (продукта химической конденсации дофамина с собственным альдегидом). Предполагают, что в патогенезе шизофрении (Шизофрения) определенную роль играют нормальные или аномальные метаболиты К., накапливающиеся в ткани головного мозга. Установлена связь между типами нарушения обмена К. и аффективными проявлениями при шизофрении и маниакально-депрессивном психозе. Различные неврологические заболевания также сопровождаются нарушениями обмена К., хотя имеют скорее всего вторичный характер. Патогенез некоторых заболеваний сердечно-сосудистой системы связывают с функциональными расстройствами обмена катехоламинов. На обмен катехоламинов как в ц.н.с., так и на периферии влияют препараты, обладающие гипотензивным, антидепрессивным и седативным действием. Адрено- и симпатолитики, активаторы и блокаторы адренорецепторов в качестве лекарственных средств применяют при артериальной гипертензии, коронарной недостаточности, аритмиях сердца, бронхиальной астме, некоторых психических болезнях, проведении нейролептаналгезии. В медицинской реабилитации больных после инфаркта миокарда важное место занимают подбираемые индивидуально антидепрессанты и седативные препараты, влияющие на обмен катехоламинов в ц.н.с. Дофамин (3-окситирамин, или 3,4-диоксифенилэтиламин) — медиатор симпатоадреналовой системы, один из медиаторов возбуждения в синапсах ц.н.с., биосинтетический предшественник норадреналина и адреналина. Дофамин синтезируется в хромаффинных клетках тканей человека и высших животных из диоксифенилаланина — ДОФА. Важную роль в синтезе и секреции дофамина играет активность обратного нейронального захвата дофамина, секретированного в синаптическую щель. Этот процесс может блокироваться фенамином, антихолинергическими и антигистаминными препаратами, некоторыми веществами, применяемыми для лечения паркинсонизма. Активируя α₂-адренорецепторы хромаффинных клеток и пресинаптических нейронов, дофамин участвует в регуляции секреции К. Функция дофамина реализуется благодаря специфическим дофаминовым рецепторам, которые имеются в брыжеечных, почечных сосудах, венечных сосудах сердца и сосудах основания головного мозга. Бедренные артерии, сосуды кожи и скелетных мышц чувствительны к дофамину. Активность дофаминовых рецепторов усиливают апоморфин, тетрагидропапаверолин; галоперидол блокирует дофаминовые рецепторы. Дофамин активирует α- и β-адренорецепторы слабее, чем другие катехоламины. Дофамин вызывает повышение сердечного выброса, расширение кровеносных сосудов почек и усиление почечного кровотока, увеличение клубочковой фильтрации, диуреза, экскреции с мочой калия и натрия, улучшает кровоток в брыжеечных и венечных сосудах сердца, способен оказывать и сосудорасширяющее действие. Стимулируя гликогенолиз и подавляя утилизацию глюкозы тканями, дофамин вызывает повышение концентрации глюкозы в крови. Он стимулирует образование соматотропного гормона и его концентрацию в крови, но тормозит секрецию пролактина. Недостаточный синтез дофамина в стриопаллидарной системе обусловливает нарушение двигательной функции — синдром Паркинсонизма и Гиперкинезы. Резкое повышение экскреции дофамина и его метаболитов с мочой наблюдается при гормонально-активных опухолях, исходящих из тканей периферической нервной системы, а также при введении препарата леводопа (L-ДОФА). При гиповитаминозе В₆, наблюдающемся, например, при хроническом алкоголизме, в тканях головного мозга увеличивается содержание дофамина, появляются его метаболиты, которые отсутствуют в норме.

В крови содержание свободного дофамина в норме составляет около 140 пг/мл. Концентрация его парных соединений (конъюгатов) с серной и глюкуроновой кислотами в крови составляет 0,2—3,2 нг/мл, в суточном количестве мочи содержится 75—200 мкг свободного дофамина, конъюгированного — 65—400 мкг. При паркинсонизме отмечается уменьшение экскреции дофамина. Наличие симпатобластомы подтверждается повышенным выведением дофамина с мочой (в 2—10 раз выше нормы).

Дофамин, вводимый в организм извне, плохо проникает через гематоэнцефалический барьер, поэтому при лечении паркинсонизма вводят L-ДОФА, из которого дофамин образуется в организме: установлена прямая зависимость между концентрацией дофамина в крови и физиологической активностью этого препарата. Норадреналин (норэпинефрин) синтезируется хромаффинными клетками мозгового вещества надпочечников и симпатическими нейронами. Его секреция и выброс в кровь усиливаются при стрессе, кровотечениях, тяжелой физической работе и других ситуациях, требующих быстрой перестройки гемодинамики. Специализированные норадренергические нейроны образуют ядра в продолговатом, среднем и промежуточном мозге и в области моста мозга (см. Головной мозг). Т.к. норадреналин оказывает сильное сосудосуживающее действие, его выброс в кровь играет ключевую роль в регуляции скорости и объема кровотока. При аллергических реакциях немедленного типа (см. Аллергия) норадреналин, как и адреналин, выделяется в кровь в повышенных количествах. В норме в крови содержится 104—548 нг норадреналина в 1 л, а суточном количестве мочи — 0—100 мкг. Увеличение содержания норадреналина в моче отмечается при хромаффиноме (в 10—100 раз), инфаркте миокарда (Инфаркт миокарда), симпатобластоме (в 2—10 раз), гипертонической болезни I (латентной) стадии, почечной гипертензии, черепно-мозговой травме, гипертензивной форме вегетососудистой дистонии (вегетососудистой дисфункции), маниакальной фазе маниакально-депрессивного психоза, хроническом алкоголизме и др. Уменьшение выделения норадреналина с мочой сопровождает почечную недостаточность, депрессивную стадию маниакально-депрессивного психоза, миастению. Адреналин (эпинефрин) в основном синтезируется в хромаффинных клетках мозгового вещества надпочечников из дофамина и норадреналина. Секреция адреналина и выброс его в кровь усиливаются в тех случаях, когда необходима срочная адаптивная перестройка обмена веществ (например, при стрессе, гипогликемических состояниях и др.). Адреналин проявляет в основном так называемые метаболические эффекты — он повышает потребление тканями кислорода, концентрацию глюкозы в крови, увеличивает скорость и объем кровотока в печени. В норме в крови содержится в среднем 0,13 мкг адреналина в 1 л, а в суточном количестве мочи — 1—15 мкг. Увеличение выведения адреналина с мочой обнаруживается при хромаффиноме (в 10—100 раз по сравнению с нормой), симпатобластоме (в 2—10 раз), гипертонической болезни I стадии, гипертонических кризах, почечной гипертензии, гипертензивной форме вегетососудистой дистонии, черепно-мозговой и других видах травмы, маниакальной стадии маниакально-депрессивного психоза, остром периоде инфаркта миокарда, хроническом алкоголизме. Экскреция адреналина с мочой уменьшается при почечной недостаточности, депрессивной стадии маниакально-депрессивного психоза, миастении, миопатии, гиперкинезах, мигрени и др. Препараты катехоламинов, применяющиеся преимущественно для купирования приступов бронхиальной астмы, аллергического ринита, при коллапсе, передозировке инсулина и других состояниях, — см. Адреноблокирующие средства, Адреномиметические средства. Библиогр.: Васильев В.Н. и Чугунов В.С. Симпатико-адреналовая активность при различных функциональных состояниях человека, М., 1985; Клиническая оценка лабораторных тестов, под ред. Н.У. Гица, пер. с англ., с. 200, М., 1986; Розен В.Г. Основы эндокринологии, с. 289, М., 1984; Старкова Н.Т. Клиническая эндокринология (проблемы фармакотерапии), М., 1983.

Катехоламины — SportWiki энциклопедия

Катехоламины и средства, влияющие на адренергическую передачу[править | править код]

Катехоламины выделяются симпатическими нервами и клетками мозгового вещества надпочечников. Эти вещества участвуют в регуляции множества физиологических функций; в частности, именно они отвечают за единую реакцию организма на стресс, направленную на поддержание гомеостаза. Норадреналин служит главным медиатором симпатической нервной системы, а адреналин — основным гормоном мозгового вещества надпочечников. Симпатическая нервная система активируется при самых различных физиологических и патологических состояниях — физической нагрузке, эмоциональном напряжении, кровопотере и многих других. Функции этой системы многообразны, и поэтому препараты, воспроизводящие, изменяющие или блокирующие эти функции, применяют при целом ряде заболеваний. К ним относятся, в частности, артериальная гипертония, гемодинамический шок, аритмии, бронхиальная астма, анафилактические реакции. Лечение некоторых из этих заболеваний обсуждается в гл. 28, 32, 33, 34 и 35.

У млекопитающих физиологические и биохимические реакции на симпатические влияния в большинстве случаев опосредованы норадреналином, хотя определенный вклад вносят и котрансмиттеры, например пептиды. При стрессе происходит также выброс из мозгового вещества надпочечников гормона адреналина. Эффекты норадреналина и адреналина в одних органах почти одинаковые, в других — существенно различаются. Так, оба они оказывают стимулирующее действие на сердце, однако адреналин вызывает расширение сосудов скелетных мышц, а норадреналин — сужение сосудов кожи, слизистых и почек.

Третий эндогенный катехоламин — это дофамин. Он содержится преимущественно в базальных ядрах, однако окончания дофаминергических нервов и дофаминовые рецепторы найдены и в других отделах ЦНС и в периферических органах. Роль катехоламинов в ЦНС подробно обсуждается в 12-й и других главах.

Естественно, что средства, влияющие на адренергическую передачу, — адренергические средства, с одной стороны, адреноблокаторы — с другой, — относятся к наиболее изученным фармакологическим препаратам. Многие особенности их действия легко понять, зная эффекты эндогенных катехоламинов. Сами по себе эти катехоламины также иногда применяются в качестве лекарственных средств, однако чаще в качестве адреностимуляторов используют их синтетические аналоги. Такие препараты обладают рядом преимуществ: большими биодоступностью при приеме внутрь и длительностью действия, избирательностью по отношению к разным подтипам адренорецепторов и другими. Все это делает их более эффективными и уменьшает выраженность и вероятность побочных реакций. Здесь мы рассмотрим структуру, молекулярные механизмы действия и физиологические эффекты всех этих средств.

Эндогенные катехоламины и адренергические средства[править | править код]

Большинство эффектов эндогенных катехоламинов и адренергических средств можно разделить на несколько категорий: 1) возбуждающее действие на некоторые гладкомышечные органы (например, сосуды кожи, почек и слизистых) и железы (например, слюнные и потовые), 2) тормозное действие на другие гладкомышечные органы (например, кишечник, бронхи, сосуды скелетных мышц), 3) возбуждающее действие на сердце (повышение частоты и силы сокращений), 4) метаболическое действие (усиление гликогенолиза в печени и мышцах, мобилизация свободных жирных кислот из жировой ткани), 5) влияния на эндокринные железы, в частности модуляция (усиление или ослабление) секреции инсулина, ренина и гормонов гипофиза, 6) центральное действие (например, возбуждение дыхательного центра, а у некоторых веществ — общее возбуждающее и анорексигенное действие), 7) пресинаптическое действие — торможение или облегчение высвобождения ряда медиаторов, например норадреналина и ацетилхолина (тормозящие влияния играют большую физиологическую роль, чем облегчающие). Многие из этих влияний и рецепторы, которыми они опосредуются, приведены в табл. 6.1 и 6.3. Разные адренергические средства могут в большей степени оказывать либо те, либо другие из перечисленных эффектов. Однако многие из таких различий носят чисто количественный характер, и поэтому разбирать в деталях влияния каждого из средств этой группы было бы лишним. Мы ограничимся подробным рассмотрением наиболее типичного из них — адреналина.

Рисунок 10.1. Строение различных у адренорецепторов.

Эффекты препаратов, вмешивающихся в адренергическую передачу, невозможно понять, не зная классификацию, распределение и функции разных типов, подтипов и подгрупп адренорецепторов. Строение этих рецепторов приведено на рис. 10.1, а подробно они разбираются в гл. 6

Описание к рис. 10.1. Строение различных у адренорецепторов. Каждый из трех основных видов адренорецепторов— a,, Oj и р, в свою очередь, де- I лится на три разновидности. Стимуляция всех подтипов Р-адренорецепторов приводит к активации аденилатциклазы. Альфа^адрено-рецепторы всех подгрупп также сопряжены с одинаковыми системами вторых посредников и внутриклеточными эффекторными структурами — их стимуляция сопровождается ингибированием аденилатциклазы, открыванием зависимых от G-белков калиевых каналов, снижением вероятности открывания медленных кальциевых каналов. Напротив, разные подгруппы а-адренорецепторов, видимо, связаны с разными механизмами внутриклеточной передачи сигнала. у — участки N-гликозилирова-ния, wwa— участки тиоаципирова-ния.

Историческая справка[править | править код]

Прессорное действие экстракта надпочечников было впервые обнаружено Оливером и Шефером в 1895 г. (Oliver and Shafer, 1895). В 1899 г. Абель предложил назвать действующее начало таких экстрактов эпинефрином. Эпинефрин, или адреналин, был синтезирован независимо Штшцем и Дейкином (Hartung, 1931). Развитие представлений об эндокринной и медиаторной функции адреналина и норадреналина рассмотрено в гл. 6. В 1910 г. Баргер и Дейл (Bargerand Dale, 1910) описали эффекты большого числа близких кадреналину синтетических аминов и назвали эти эффекты симпатомиметическими. В этой работе были заложены представления о том, какие структурные особенности определяют действие адренергических средств. В дальнейшем было показано, что введение кокаина и хроническая денервация подавляют реакции на эфедрин и тирамин, но усиливают действие адреналина. Из этого следовало, что различия между симпатомиметическими аминами не всегда бывают чисто количественными. Появилась точка зрения, согласно которой адреналин действует непосредственно на эффекторные органы, а эфедрин и тирамин — на адренергические окончания. Далее было обнаружено, что резерпин истощает запасы норадреналина (Bertler etal., 1956), а тира мин и некоторые другие симпатомиметические амины не действуют на фоне резерпинизации. Из этого следовало, что действие подобного рода веществ сводится к высвобождению эндогенного норадреналина (Bum and Rand, 1958).

Химические свойства[править | править код]

Таблица 10.1. Строение и показания к применению важнейших адренергических средств.

Структурно-функциональная зависимость. В основе строения всех адренергических веществ (табл. 10.1) лежит структура, состоящая из бензольного кольца и этиламиновой боковой цепи. Множество соединений с адренергическим действием образуются путем замен в бензольном кольце,а также при а- и β-атомах углерода и в аминогруппе этилаыиновой цепи. Норадреналин, адреналин, дофамин, изопреналини некоторые другие вещества имеют гидроксильные группы в 3-й и 4-й позициях бензольного кольца. Поскольку о-дигидроксибензол называется также катехолом, адренергические вещества с гидроксильными группами в бензольном кольце были названы катехоламинами.

Многие адренергические вещества влияют непосредственно на адренорецепторы (адреностимуляторы), но соотношение между их сродством к а- и β-адренорецепторам различно —от преимущественно а-адреностимулирующего (норадреналин) до преимущественно β-адреностимулирующего (изопреналин) действия. Точки приложения адренергических веществ многообразны, однако разные вещества из этой группы применяются по разным показаниям (табл. 10.1).

Расстояние от бензольного кольца до аминогруппы. Адренергическая активность резко повышается, если бензольное кольцо и аминогруппа разделены двумя углеродными атомами. Это правило применимо почти ко всем адренергическим веществам.

Замены в аминогруппе. Роль таких замен особенно ярко видна на примере избирательности к а- и β-адренорецепторам: чем длиннее алкильный радикал (например, у изопреналина), тем выше сродство к β-адренорецепторам Бета2-адреностимулируюшее действие норадреналина довольно слабое, а при добавлении в аминогруппу адреналина замещающей метильной группы это действие резко усиливается. Важное исключение — фенилэфрин: у этого вещества также имеется замещающая метильная группа в аминогруппе, однако он является избирательным а-адреностимулятором. Для β2-адреностимулирующего действия необходим длинный замещающий радикал, однако для того чтобы препарат обладал избирательностью к β2-адренорецепторам (по сравнению с β1-адренорецепторами), требуются и другие замены. Как правило, чем короче замещающий радикал, тем выше сродство к а-адренорецепторам, но а-адреностимулирующая активность веществ с метильной замещающей группой выше, чем у незамещенных соединений. Так, эта активность максимальна у адреналина, ниже — у норадреналина и почти отсутствует у изопреналина.

Замены в бензольном кольце. Для максимальной активности в отношении как а-, так и β-адренорецепторов необходимы гидроксильные группы в положениях 3 и 4 бензольного кольца. Если одной или обеих этих групп нет и отсутствуют другие заместители в ароматическом кольце, то адреностимулирующая активность снижается. Поэтому фенилэфрин слабее адреналина и как а-, и как β-адреностимулятор, а β2-адреностимулирующим действием почти не обладает. Исследования структуры и функции β-адренорецепторов показали, что гидроксильные группы при Сеβ204 и Сеβ207 могут образовывать водородные связи с гидроксильными группами катехоламинов в положениях 3 и 4 соответственно (Strader et al., 1989). Возможно также, что Асп113 электростатически взаимодействует с аминогруппой катехоламинов. Поскольку Сеβ204 и Сеβ201 располагаются в пятом трансмембранном домене β-адренорецептора (гл. 6), а Асп»3 — в третьем, можно предположить, что катехоламины при связывании располагаются параллельно мембране, образуя мостик между указанными доменами. Впрочем, данные исследования дофаминовых рецепторов позволяют предположить и другие варианты (Hutchins, 1994).

Избирательность по отношению к β2-адренорецепторам у соединений с длинным радикалом при аминогруппе зависит от наличия гидроксильных групп в положениях 3 и 5 бензольного кольца. Так, орципреналин, тербуталин и сходные препараты вызывают расслабление гладких мышц бронхов у больных бронхиальной астмой, но по сравнению с неизбирательными средствами оказывают гораздо меньшее влияние на сердце. Эффекты некатехоламиновых производных фенилэтиламина частично обусловлены высвобождением норадреналина из пресинаптических окончаний. Поскольку норадреналин слабо действует на β2-адренорецепторы, действие таких веществ опосредовано преимущественно активацией а- и β1-адренорецепторов. Те же из подобных соединений, которые не имеют гидроксильных групп не только в бензольном кольце, но и при β-атоме углерода боковой цепи, действуют исключительно через высвобождение норадреналина.

Поскольку наличие полярных замещающих групп в молекуле фенилэтиламина приводит к снижению жирорастворимости, незамещенные или алкилированные соединения легче проникают через гематоэнцефалический барьер и, следовательно обладают центральным действием. Это характерно, например для эфедрина, амфетамина и метамфетамина. Кроме того, как уже говорилось, отсутствие полярных гидроксильных групп приводит к снижению адреностимулирующего действия.

Действие катехоламинов короткое. При приеме внутрь они неэффективны, так как полностью разрушаются в слизистой кишечника и в печени (гл. 6). На вещества с негидроксильными группами в положениях 3 и 4 (или хотя бы в одном из этих положений) КОМТ не действует, и поэтому как длительность их действия, так и биодоступность при приеме внутрь выше.

Структурная формула сальбутамола

У соединений с негидроксильными замещающими группами в бензольном кольце, как правило, α-адреностимулирующее действие снижено, а β-адреностимулирующее — почти отсутствует; более того, такие соединения могут быть даже β-адреноблокаторами. Так, метоксамин служит избирательным α-адреностимулятором, а в высоких дозах — β-адреноблокатором. Важным исключением является сальбутамол — избирательный β2-адреностимулятор с заместителем в положении 3:

Замены при α-атоме углерода. На соединения с такими заменами не действует МАО. Если же подобные замены имеются у некатехоламиновых производных фенилэтиламина, на которые не действует и КОМТ (см. выше), то T1/2 резко повышается. Именно поэтому длительность действия, например, эфедрина и амфетаминов измеряется не в минутах, а в часах. По той же причине препараты с метильной группой в a-положении (например, метараминол) долго сохраняются в нервных окончаниях, вызывая высвобождение из них норадреналина.

Замены при β-атоме углерода. Наличие гидроксильной группы при этом атоме уменьшает центральное действие — в основном из-за снижения жирорастворимости. Однако одновременно существенно возрастает а- и бета-адреностимулирующее действие. Для примера можно сравнить эфедрин и метамфетамин: первый вызывает гораздо более выраженное расширение бронхов и повышение АД и ЧСС, но гораздо слабее как психостимулятор.

Оптическая изомерия. Оптические изомеры образуются в результате введения заместителей при а- или β-атоме углерода. Левовращающие продукты замещения при β-атоме обладают большей активностью в отношении периферических органов (естественные изомеры /-адреналин и /-норадреналин в 10 раз активнее синтетических d-адреналина и d-норадреналина). Напротив, правовращающие (d-) продукты замещения при а-атоме углерода более активны, чем левовращающие (l-): d-амфетамин обладает более мощным центральным (но не периферическим) действием, чем l-амфетамин.

Активация адренорецепторов и физиологические эффекты[править | править код]

Важным фактором, определяющим реакцию того или иного органа на адренергические средства, служит плотность и соотношение α- и β-адренорецепторов. Так, в гладких мышцах бронхов имеются в основном β2-адренорецепторы, и поэтому норадреналин почти не снижает сопротивление дыхательных путей; напротив, изопреналин и адреналин — мощные бронходилататоры. В кожных сосудах присутствуют почти исключительно а-адренорецепторы; следовательно, норадреналин и адреналин вызывают сужение этих сосудов, а изопреналин на них почти не действует. В сосудах же скелетных мышц имеются как α-, так и β2-адренорецепторы; активация первых вызывает сужение сосудов, вторых — расширение. Порог активации β2-адренорецепторов адреналином ниже, чем а-адренорецепторов, и поэтому в физиологических концентрациях адреналин вызывает преимущественно расширение сосудов скелетных мышц. В высоких концентрациях адреналин активирует оба типа адренорецепторов, и преобладает эффект α-адренорецепторов (то есть сужение сосудов).

Конечная реакция на адренергические средства зависит не только от их прямого действия, но и от компенсаторных гомеостатических механизмов. Один из самых ярких примеров — прессорное действие а-адреностимуляторов. Это действие сопровождается активацией барорецепторов дуги аорты и каротидного синуса; в результате рефлекторно снижается симпатический и повышается парасимпатический тонус, что приводит к уменьшению ЧСС. Эта рефлекторная реакция особенно важна в случае веществ, не обладающих β-адреностимулирующим действием. При состояниях, сопровождающихся нарушением барорефлекса (например, атеросклерозе), влияния адренергических средств могут оказаться усиленными (Chapleau et al., 1995).

Непрямое симпатомиметическое действие[править | править код]

В течение многих лет считалось, что эффекты адренергических средств обусловлены только прямой стимуляцией адренорецепторов. Однако от таких представлений пришлось отказаться, когда выяснилось, что эффекты тирамина и многих других некатехоламиновых производных фенилэтиламина уменьшаются или исчезают после хронической десимпатизации, резерпинизации или введения кокаина. Напротив, влияния экзогенного адреналина, и особенно норадреналина, в этих условиях часто усиливались. Все это привело к предположению о том, что тирамин и подобные ему вещества оказывают непрямое действие — захватываются адренергическими окончаниями и вытесняют норадреналин из синаптических пузырьков или экстравезикулярных депо. При этом норадреналин высвобождается из окончания и действует на постсинаптические рецепторы; этим и объясняется адренергическое действие тирамина и сходных соединений. Резерпинизация приводит к истощению депо катехоламинов, а десимпатизация — к гибели симпатических окончаний; разумеется, в этих условиях тирамин действовать не может. Кокаин же ингибирует высокоаффинный нейрональный переносчик катехоламинов и некоторых родственных им соединений; при этом тирамин и сходные с ним средства не могут поступить в адренергическое окончание. Именно поэтому кокаин блокирует действие препаратов непрямого действия (симпатомиметиков), но усиливает эффекты веществ прямого действия (адреностимуляторов): когда страдает их обратный захват, они дольше остаются в синаптической щели и действуют на постсинаптические рецепторы.

Самый распространенный метод количественной оценки прямого и непрямого действия адренергических средств — это сравнение кривых доза—эффект для того или иного эффекторного органа до и после резерпинизации (Trendelenburg, 1972). Если эти кривые не изменяются, то препараты относят к средствам прямого действия, или адреностимуляторам; примеры — норадреналин и фенилэфрин. Если же эффекты препаратов устраняются резерпинизацией, то говорят от средствах непрямого действия, или симпатомиметиках; типичный пример — тирамин. Эффект же некоторых веществ на фоне резерпинизации уменьшается, но не устраняется полностью (то есть для достижения прежнего эффекта необходимы большие дозы). Это смешанные (обладающие и прямым, и непрямым действием) симпатомиметики. В разных органах и у разных животных соотношение между прямым и непрямым действием может сильно различаться. У человека это соотношение известно не всегда.

Поскольку норадреналин стимулирует преимущественно α- и β1-адренорецепторы, но гораздо слабее — β2-адренорецепторы, многие симпатомиметики (напомним, что эти средства действуют через высвобождение норадреналина) влияют в основном на органы с преобладанием а-адренорецепторов и на сердце. В то же время ряд некатехоламиновых соединений обладают довольно сильным β2-адреностимулирующим действием и порой именно из-за этого действия применяются. Так, эффекты эфедрина во многом обусловлены высвобождением норадреналина, однако он способен устранять бронхоспазм в связи с прямым действием на β2-адренорецепторы бронхов; норадреналин же такое действие не оказывает. Наконец, некоторые некатехоламиновые соединения (например, фенилэфрин) оказывают преимущественно прямое действие на адренорецепторы. Таким образом, невозможно предугадать эффект подобных соединений только на основании того, что они способны в большей или меньшей степени вызывать высвобождение норадреналина.

Ложные медиаторы[править | править код]

Как уже говорилось, симпатомиметики захватываются симпатическими окончаниями и вытесняют норадреналин из депо. Производные фенилэтиламина без гидроксильной группы при β-атоме углерода боковой цепи быстро удаляются из окончаний, но те соединения, которые имеют эту группу либо приобретают ее под действием дофамин-β-монооксигеназы, задерживаются в окончаниях относительно надолго — вытесняя при этом норадреналин. В результате в синаптических пузырьках накапливаются сравнительно малоэффективные вещества; поскольку количество пузырьков, изливающих свое содержимое в синаптическую щель при возбуждении симпатического окончания, остается прежним, адренергическая передача затрудняется.

Эта так называемая гипотеза ложных медиаторов позволяет объяснить некоторые необычные эффекты ингибиторов МАО. В ЖКТ под действием бактериальной тирозингидроксилазы образуются производные фенилэтиламина. Одним из них является тирамин, который подвергается окислительному дезаминированию как в ЖКТ, так и в печени и в системный кровоток попадает лишь в незначительных количествах. Ингибиторы МАО подавляют метаболизм тирамина; в результате его содержание в крови повышается, он захватывается адренергическими окончаниями (здесь его распад на фоне ингибиторов МАО также снижен), превращается под действием дофамин-β-монооксигеназы в октопамин и в таком виде накапливается в синаптических пузырьках, постепенно вытесняя норадреналин. В результате при возбуждении адренергического окончания из него выделяется уменьшенное количество норадреналина вместе с октопамином — веществом, обладающим лишь слабым а- и β-адреностимулирующим действием. Таким образом, длительный прием ингибиторов МАО приводит к нарушению адренергической передачи. В то же время у получающих эти препараты больных употребление сыра, пива или красного вина может вызвать тяжелый гипертонический криз. Эти и некоторые другие продукты, при изготовлении которых используется брожение, содержат большое количество тирамина (и, в меньшей степени, других производных фенилэтиламина). Когда МАО в клетках ЖКТ и печени подавлена, значительная часть тирамина поступает в системный кровоток, вызывая быстрый и массивный выброс норадреналина. В результате АД резко возрастает — вплоть до развития таких осложнений, как инфаркт миокарда или инсульт.

Фармакологические эффекты катехоламинов[править | править код]

Биологический эффект адреналина и норадреналина обусловлен адренорецепторами (а1А,В,D, a2A,B,C, β1,β2, β3)- Ранее в терапии адренорецепторы классифицировались как a1, а2, β1 и β2.

Влияние на гладкие мышцы. Противоположные эффекты, возникающие при стимуляции a1- и β2-адренорецепторов клеток гладких мышц, объясняются различиями внутриклеточных механизмов передачи сигнала. Стимуляция a1 -адренорецептора посредством внутриклеточного инозитол-трифосфата (1Р3) приводит к высвобождению ионов кальция. Кальций совместно с белком кальмодулином активирует миозин-киназу, что приводит к фосфорилированию сократительного белка миозина и повышению сосудистого тонуса (вазоконстрикция). а2-Адренорецепторы могут одновременно вызывать сокращение клеток гладких мышц и активировать фосфолипазу С (ФЛС) с помощью βу-субъединиц Gj-белка.

цАМФ блокирует активацию миозинкиназы. β2-Рецепторы активируют Gs-белки, что ведет к повышению уровня образования цАМФ и вазодилатации.

Сосудосуживающий эффект адреномиметиков используется при назначении адреналина вместе с местными анестетиками или при изготовлении капель в нос (нафазолин, оксиметазолин, ксилометазолин). Адреналин применяется системно для повышения артериального давления при анафилактическом шоке и экстренной реанимации.

Бронходилатация. При стимуляции β2-рецепторов (например, фенотеролом, сальбутамолом, тербуталином) происходит расширение просвета бронхов. Этот эффект используется при лечении бронхиальной астмы и хронического обструктивного бронхита, причем лучше использовать препараты для ингаляции, чтобы избежать нежелательного системного воздействия.

Токолитическое действие. Блокирующий эффект β2-адреномиметиков (например, фенотерола) на сократимость мышц матки используется для предотвращения схваток при угрозе выкидыша. Вазодилатация, возникающая при стимуляции β2-рецепторов, приводит к рефлекторной тахикардии на фоне уже имеющейся тахикардии, вызванной стимуляцией β1-адренорецепторов.

Влияние на работу сердца. Катехоламины через β1 -адренорецепторы усиливают все функции сердца: силу сокращений (положительное инотропное действие), частоту сокращений (хронотропное), возбудимость (батмотропное), проводимость (дромотропное). В проводящей системе активируются цАМФ-зависимые каналы, которые ускоряют диастолическую деполяризацию, и порог для активации потенциала действия достигается раньше (Б). цАМФ активирует протеинкиназу А, которая фосфорилирует различные Са2+-транспортные белки. Возбуждение сердечной мышцы ускоряется; при возбуждении из внеклеточного пространства в клетки через Са2+-каналы L-типа поступает больше Са2+, а также усиливается высвобождение Са2+ из саркоплазматического ретикулума (благодаря рецепторам рианодина, RyR). Быстрое расслабление сердечной мышцы осуществляется через фосфорилирование тропонина и фосфоламбана (активирует Са-зависимую АТФа-зу). При острой сердечной недостаточности можно вводить β-миметики, при хронической недостаточности они не вводятся.

Влияние на обмен веществ. Стимуляция β2-адренорецепторов в печени и скелетных мышцах посредством увеличения уровня цАМФ приводит к распаду гликогена с образованием глюкозы (гликогенолизу). Из печени глюкоза поступает в кровь. В жировой ткани происходит распад триглицеридов с образованием жирных кислот (липолиз, опосредованный β2 и β3-рецепторами), которые также поступают в кровь.