Катехоламины
Катехоламины (ДА, норадреналин и адреналин) синтезируются не только в хромаффинной ткани мозгового вещества надпочечников, но и в головноу мозге, окончаниях постганглионарных симпатических нервов и хромаффин- ных клетках, локализованных в других органах. Синтез этих соединений начинается с аминокислоты тирозина (поступающей с пищей или образующейся путем гидроксилирования фенилаланина в печени). Гидроксилиро- вание тирозина приводит к образованию диоксифенилаланина (L-ДОФА). который подвергается декарбоксилированию с образованием ДА, а последний гидроксилируется в норадреналин. Метилирование норадреналина (под действием фермента фенилэтаноламин-ТЯ-метилтрансферазы) превращает его в адреналин. Фенилэтаноламин-Ы-метилтрансфераза присутствует в основном в мозговом веществе надпочечников. Высокая местная концентрация глюкокортикоидов, попадающих из коркового слоя надпочечников через систему венозных синусов в мозговое вещество, стимулирует метилирование норадреналина.
Катехоламины “запасаются” в гранулах хромаффинных клеток, и их секреция (путем экзоцитоза) стимулируется ацетил холи ном, который выделяется окончаниями преганглионарных симпатических нервов. Таким образом, хромаффинные клетки можно рассматривать как своеобразные по- стганглионарные волокна симпатических нервов, выделяющие катехоламины в кровь. Однако мозговое вещество надпочечников выделяет в основном адреналин, тогда как из окончаний постганглионарных симпатических нервов выделяется норадреналин.
В хромаффинных клетках найдены и другие биологически активные соединения — энкефалины, нейропептид Y, галанин и вазопрессин. Эти пептиды присутствуют вместе с катехоламинами и, вероятно, высвобождаются из тех же гранул.
Из крови катехоламины захватываются окончаниями постсинаптичес- ких нервов (где они либо “запасаются”, либо инактивируются), а также
печенью и почками (где они инактивируются). Двумя основными ферментами, инактивирующими катехоламины, являются моноаминоксидаза (МАО) и катехол-О-метилтрансфераза (КОМТ). МАО локализуется в митохондриях нервных аксонов, а КОМТ — на постсинаптических клеточных мембранах, а также в печени и почках. Под действием КОМТ катехоламины превращаются в метанефрин и норметанефрин. Оба метаболита выводятся с мочой как в неизменном виде, так и в виде конъюгатов (глюкуронидов и сульфатов). Они также могут подвергаться окислению с образованием промежуточного альдегида, выделяясь в виде З-метокси-4-гидрокси-миндаль- ной (ванилилминдальной, ВМК) кислоты. Меньшая часть промежуточного альдегида восстанавливается до 4-гидрокси-З-метокси-фенилгликоля (ГМФГ). Образование альдегида происходит под действием МАО. Однако ферменты могут действовать и в обратной последовательности: сначала МАО окисляет катехоламины, а КОМТ действует уже на окисленные их продукты.
Эффекты. Продукты мозгового вещества надпочечников дают эффекты, сходные с таковыми стимуляции симпатических нервов. Однако в некоторых тканях адреналин и норадреналин действуют по-разному. Это обусловлено присутствием в тканях разных видов рецепторов, обладающих разной чувствительностью к разным катехоламинам. Считается, что а-ре- цепторы одинаково чувствительны к адреналину и норадреналину, тогда как (3-рецепторы сильнее реагируют на адреналин и менее чувствительны к норадреналину. Современная классификация включает подвиды а- и [3-рецепторов: aj и 0-2 — с одной стороны, и (3j, Р2 и (З3 — с другой.
К сердечно-сосудистым эффектам адреналина относятся возрастание частоты и силы сердечных сокращений (соответственно положительные хронотропный и инотропный эффекты, реализующиеся через Р]-рецепторы), сужение сосудов кожи, слизистых оболочек и внутренних органов. Сосуды скелетной мускулатуры сужаются под действием норадреналина (через aj-рецепторы), но расширяются под действием адреналина (через (32-рецепторы). Вследствие общего вазоконстрикторного эффекта норадреналина увеличивается периферическое сопротивление кровотоку. Вместе с возрастанием ударного объема это приводит к увеличению АД. Повышение среднего давления стимулирует барорецепторы каротидного синуса и дуги аорты, откуда импульсы поступают в центр продолговатого мозга, тормозящий рефлекторно (через блуждающий нерв) работу сердца. Эти влияния “пересиливают” положительный хронотропный эффект норадреналина, и частота сердцебиений снижается. Адреналин же, повышая систолическое АД, может снижать диастолическое, а среднее АД практически не меняется. Поэтому прямой положительный хронотропный эффект адреналина (тахикардия) сохраняется.
Адреналин и норадреналин расширяют бронхи и бронхиолы, расслабляя мышцы этих дыхате/гьных путей. Однако адреналин является более мощным бронходилататором, так как сильнее влияет на ^-рецепторы.
Адреналин и норадреналин расслабляют гладкую мускулатуру ЖКТ и угнетают перистальтику. В то же время сфинктеры привратника и подвздошной кишки сокращаются. Адреналин (в меньшей степени норадреналин) расширяют зрачок в результате сокращения радиальных гладких мышц глаза. Адреналин (и слабее норадреналин) активирует восходящую ретикулярную систему, вызывая чувство тревоги, одышку и тремор.
Адреналин (но не норадреналин) увеличивает время свертывания крови (вероятно, вследствие повышения активности фактора V), а также число эритроцитов и уровень гемоглобина и белка в крови. Эти эффекты отражают процесс сгущения крови вследствие перехода жидкости из кровяного русла в интерстициальное пространство. Число эозинофилов под влиянием адреналина уменьшается, вероятно, за счет усиления секреции кортизола.
Действуя на печень (и поджелудочную железу), адреналин вызывает гипергликемию. В печени он усиливает гликогенолиз и глюконеогенез. Печеночная фосфатаза превращает глюкозо-6-фосфат (образующийся при гли- когенолизе) в глюкозу, выделяющуюся в кровь. Адреналин усиливает гликогенолиз и в скелетных мышцах, но так как в них фосфатаза отсутствует, глюкозо-6-фосфат превращается в молочную кислоту (лактат). Последняя поступает в печень, где из нее вновь образуется глюкоза. Норадреналин слабо влияет на обмен глюкозы непосредственно, но, как и адреналин, ослабляет действие глюкозы на секрецию инсулина. Этот эффект реализуется через а-рецепторы.
Адреналин и в меньшей степени норадреналин усиливают липолиз в жировой ткани (и мышцах), увеличивая уровень свободных жирных кислот в плазме. Этот эффект опосредуется ^-рецепторами. Адреналин увеличивает общее потребление кислорода (калоригенный эффект) и повышает основной обмен.
Особую роль играет взаимодействие катехоламинов с другими гормонами. Например, клиническая картина гипертиреоза характеризуется некоторыми признаками избытка катехоламинов, и отдельные проявления этого заболевания (тахикардия) ослабляются при использовании p-блокаторов. Тиреоидные гормоны могут повышать синтез катехоламиновых рецепторов в тканях. Эффекты катехоламинов облегчаются и в присутствии глюкокортикоидов (пермиссивное действие). Адреналин и норадреналин влияют также на продукцию инсулина (3-клетками островков поджелудочной железы.
Катехоламины “запасаются” в гранулах хромаффинных клеток, и их секреция (путем экзоцитоза) стимулируется ацетил холи ном, который выделяется окончаниями преганглионарных симпатических нервов. Таким образом, хромаффинные клетки можно рассматривать как своеобразные по- стганглионарные волокна симпатических нервов, выделяющие катехоламины в кровь. Однако мозговое вещество надпочечников выделяет в основном адреналин, тогда как из окончаний постганглионарных симпатических нервов выделяется норадреналин.
В хромаффинных клетках найдены и другие биологически активные соединения — энкефалины, нейропептид Y, галанин и вазопрессин. Эти пептиды присутствуют вместе с катехоламинами и, вероятно, высвобождаются из тех же гранул.
Из крови катехоламины захватываются окончаниями постсинаптичес- ких нервов (где они либо “запасаются”, либо инактивируются), а также
печенью и почками (где они инактивируются). Двумя основными ферментами, инактивирующими катехоламины, являются моноаминоксидаза (МАО) и катехол-О-метилтрансфераза (КОМТ). МАО локализуется в митохондриях нервных аксонов, а КОМТ — на постсинаптических клеточных мембранах, а также в печени и почках. Под действием КОМТ катехоламины превращаются в метанефрин и норметанефрин. Оба метаболита выводятся с мочой как в неизменном виде, так и в виде конъюгатов (глюкуронидов и сульфатов). Они также могут подвергаться окислению с образованием промежуточного альдегида, выделяясь в виде З-метокси-4-гидрокси-миндаль- ной (ванилилминдальной, ВМК) кислоты. Меньшая часть промежуточного альдегида восстанавливается до 4-гидрокси-З-метокси-фенилгликоля (ГМФГ). Образование альдегида происходит под действием МАО. Однако ферменты могут действовать и в обратной последовательности: сначала МАО окисляет катехоламины, а КОМТ действует уже на окисленные их продукты.
Эффекты. Продукты мозгового вещества надпочечников дают эффекты, сходные с таковыми стимуляции симпатических нервов. Однако в некоторых тканях адреналин и норадреналин действуют по-разному. Это обусловлено присутствием в тканях разных видов рецепторов, обладающих разной чувствительностью к разным катехоламинам. Считается, что а-ре- цепторы одинаково чувствительны к адреналину и норадреналину, тогда как (3-рецепторы сильнее реагируют на адреналин и менее чувствительны к норадреналину. Современная классификация включает подвиды а- и [3-рецепторов: aj и 0-2 — с одной стороны, и (3j, Р2 и (З3 — с другой.
К сердечно-сосудистым эффектам адреналина относятся возрастание частоты и силы сердечных сокращений (соответственно положительные хронотропный и инотропный эффекты, реализующиеся через Р]-рецепторы), сужение сосудов кожи, слизистых оболочек и внутренних органов. Сосуды скелетной мускулатуры сужаются под действием норадреналина (через aj-рецепторы), но расширяются под действием адреналина (через (32-рецепторы). Вследствие общего вазоконстрикторного эффекта норадреналина увеличивается периферическое сопротивление кровотоку. Вместе с возрастанием ударного объема это приводит к увеличению АД. Повышение среднего давления стимулирует барорецепторы каротидного синуса и дуги аорты, откуда импульсы поступают в центр продолговатого мозга, тормозящий рефлекторно (через блуждающий нерв) работу сердца. Эти влияния “пересиливают” положительный хронотропный эффект норадреналина, и частота сердцебиений снижается. Адреналин же, повышая систолическое АД, может снижать диастолическое, а среднее АД практически не меняется. Поэтому прямой положительный хронотропный эффект адреналина (тахикардия) сохраняется.
Адреналин и норадреналин расширяют бронхи и бронхиолы, расслабляя мышцы этих дыхате/гьных путей. Однако адреналин является более мощным бронходилататором, так как сильнее влияет на ^-рецепторы.
Адреналин и норадреналин расслабляют гладкую мускулатуру ЖКТ и угнетают перистальтику. В то же время сфинктеры привратника и подвздошной кишки сокращаются. Адреналин (в меньшей степени норадреналин) расширяют зрачок в результате сокращения радиальных гладких мышц глаза. Адреналин (и слабее норадреналин) активирует восходящую ретикулярную систему, вызывая чувство тревоги, одышку и тремор.
Адреналин (но не норадреналин) увеличивает время свертывания крови (вероятно, вследствие повышения активности фактора V), а также число эритроцитов и уровень гемоглобина и белка в крови. Эти эффекты отражают процесс сгущения крови вследствие перехода жидкости из кровяного русла в интерстициальное пространство. Число эозинофилов под влиянием адреналина уменьшается, вероятно, за счет усиления секреции кортизола.
Действуя на печень (и поджелудочную железу), адреналин вызывает гипергликемию. В печени он усиливает гликогенолиз и глюконеогенез. Печеночная фосфатаза превращает глюкозо-6-фосфат (образующийся при гли- когенолизе) в глюкозу, выделяющуюся в кровь. Адреналин усиливает гликогенолиз и в скелетных мышцах, но так как в них фосфатаза отсутствует, глюкозо-6-фосфат превращается в молочную кислоту (лактат). Последняя поступает в печень, где из нее вновь образуется глюкоза. Норадреналин слабо влияет на обмен глюкозы непосредственно, но, как и адреналин, ослабляет действие глюкозы на секрецию инсулина. Этот эффект реализуется через а-рецепторы.
Адреналин и в меньшей степени норадреналин усиливают липолиз в жировой ткани (и мышцах), увеличивая уровень свободных жирных кислот в плазме. Этот эффект опосредуется ^-рецепторами. Адреналин увеличивает общее потребление кислорода (калоригенный эффект) и повышает основной обмен.
Особую роль играет взаимодействие катехоламинов с другими гормонами. Например, клиническая картина гипертиреоза характеризуется некоторыми признаками избытка катехоламинов, и отдельные проявления этого заболевания (тахикардия) ослабляются при использовании p-блокаторов. Тиреоидные гормоны могут повышать синтез катехоламиновых рецепторов в тканях. Эффекты катехоламинов облегчаются и в присутствии глюкокортикоидов (пермиссивное действие). Адреналин и норадреналин влияют также на продукцию инсулина (3-клетками островков поджелудочной железы.