カテコールアミン：合成、放出および機能 - 神経心理学 - 2025

カテコールアミン又はaminohormonasは、その構造中に、カテコール基とアミノ基と側鎖を含有する物質です。それらは私たちの体内でホルモンまたは神経伝達物質として機能することができます。

カテコールアミンは、チロシンから合成されるモノアミンの一種です。主なものはドーパミン、アドレナリン、ノルエピネフリンです。それらは私たちの体の非常に重要な神経伝達物質から成り、複数の機能を持っています。彼らは神経と内分泌の両方のメカニズムに参加しています。

カテコールアミンファミリーのノルエピネフリン（ノルアドレナリン）の分子構造。

彼らが制御する中枢神経系の機能のいくつかは、運動、認知、感情、学習、および記憶です。それらはまた、ストレスへの対応において基本的な役割を果たす。このようにして、身体的または感情的なストレスを経験すると、これらの物質の放出が増加します。細胞レベルでは、これらの物質は、関与する受容体に応じてイオンチャネルを開閉することにより、神経活動を調節します。

カテコールアミンのレベルは、血液や尿の検査で確認できます。実際、カテコールアミンは血中のタンパク質の約50％に結合しています。

カテコラミン神経伝達の変化は、特定の神経学的および神経精神障害を説明するように見えます。たとえば、鬱病は不安とは異なり、これらの物質の低レベルに関連付けられています。一方、ドーパミンはパーキンソン病や統合失調症などの病気に不可欠な役割を果たすようです。

カテコールアミンの生合成

カテコールアミンは、タンパク質を構成するアミノ酸であるチロシンに由来しています。それは（外因性の供給源として）食事から直接由来するか、（内因性の供給源として）フェニルアラニンから肝臓で合成することができます。

フェニルアラニン

フェニルアラニンは人間にとって必須のアミノ酸です。それらはいくつかの精神活性物質にも存在しますが、食事から得られます。

カテコールアミンを適切なレベルで摂取するには、赤身の肉、卵、魚、乳製品、ひよこ豆、レンズ豆、ナッツなど、フェニルアラニンが豊富な食品を摂取することが重要です。

チロシン

アミノ酸チロシンの化学構造（出典：ウィキメディア・コモンズ経由のクラベシン）

チロシンについては、チーズに含まれています。カテコールアミンが形成されるためには、チロシンはチロシンヒドロキシラーゼと呼ばれるホルモンによって合成されなければなりません。ヒドロキシル化されると、L-DOPA（L-3,4-ジヒドロキシフェニルアラニン）が得られます。

ドーパミンとノルエピネフリン

次に、DOPAは酵素DOPAデカルボキシラーゼを介して脱炭酸プロセスを経て、ドーパミンを生成します。

ドーパミン2D分子。

ドーパミンから、そしてベータヒドロキシル化ドーパミンのおかげで、ノルエピネフリン（ノルエピネフリンとも呼ばれます）が得られます。

ノルエピネフリン分子

アドレナリン

エピネフリンは、腎臓の上にある副腎の髄質で作られます。それはノルエピネフリンから生じます。エピネフリンは、ノルエピネフリンが酵素フェニルエタノールアミンN-メチルトランスフェラーゼ（PNMT）によって合成されるときに発生します。この酵素は副腎髄質の細胞でのみ見られます。

アドレナリンの構造

一方、カテコールアミン合成の阻害は、AMPT（アルファメチル-p-チロシン）の作用によって引き起こされます。これは、酵素チロシンヒドロキシラーゼを阻害する責任があります。

カテコールアミンはどこで生産されますか？

主なカテコールアミンは副腎、特にこれらの腺の副腎髄質に由来します。それらはクロマフィンと呼ばれる細胞のおかげで生産されます：この場所でアドレナリンは80％で分泌され、残りの20％でノルアドレナリンが分泌されます。

これら2つの物質は交感神経刺激ホルモンとして作用します。つまり、交感神経系に対する活動亢進の影響をシミュレートします。したがって、これらの物質が血流に放出されると、血圧の上昇、大きな筋肉の収縮、およびグルコースレベルの上昇が起こります。心拍数と呼吸の加速だけでなく。

このため、カテコールアミンは、ストレス、戦いまたは逃避反応に備えるために不可欠です。

ノルエピネフリンまたはノルエピネフリン

ノルエピネフリンまたはノルエピネフリンは合成され、末梢交感神経の節後線維に保存されます。この物質は青斑核の細胞、A6と呼ばれる細胞群でも産生されます。

これらのニューロンは、海馬、扁桃体、視床、皮質に投射します。背側ノルエピネフリン経路を構成します。この経路は、注意や記憶などの認知機能に関与しているようです。

視床下部につながる腹側経路は、栄養、神経内分泌、および自律神経機能に関与しているようです。

ドーパミン

一方、ドーパミンは副腎髄質と末梢交感神経からも発生します。しかし、それは主に中枢神経系の神経伝達物質として機能します。このように、それは主に脳幹の2つの領域で発生します：黒質と腹側被蓋領域。

具体的には、ドーパミン作動性細胞の主要なグループは、中脳の腹側領域、「A9細胞グループ」と呼ばれる領域にあります。このゾーンには黒い物質が含まれています。それらはまた、A10細胞グループ（腹側被蓋領域）にもあります。

A9ニューロンは、繊維を尾状核と被殻に投射し、黒質線条体経路を形成します。これはモーター制御に不可欠です。

A10ゾーンのニューロンが側坐核、扁桃体および前頭前野を通過し、中皮質辺縁系経路を形成します。これは、動機、感情、記憶の形成に不可欠です。

さらに、視床下部の一部にドーパミン作動性細胞の別のグループがあり、脳下垂体と接続してホルモン機能を発揮します。

脳幹の領域には、ポストポストや孤束など、アドレナリンに関連する他の核もあります。ただし、アドレナリンが血中に放出されるためには、別の神経伝達物質であるアセチルコリンの存在が必要です。

解放する

カテコールアミンの放出が起こるためには、アセチルコリンの前の放出が必要です。このリリースは、たとえば、危険を検出したときに発生する可能性があります。アセチルコリンは副腎髄質を刺激し、一連の細胞事象を引き起こします。

アセチルコリン分子構造

その結果、エキソサイトーシスと呼ばれるプロセスにより、カテコールアミンが細胞外空間に分泌されます。

彼らはどのように体内で行動しますか？

アドレナリン作動性受容体と呼ばれる一連の受容体が全身に分布しています。これらの受容体は、カテコールアミンによって活性化され、さまざまな機能を担っています。

通常、ドーパミン、エピネフリン、またはノルエピネフリンがこれらの受容体に結合する場合。戦闘または飛行反応があります。したがって、心拍数が増加し、筋肉の緊張が増加し、瞳孔が拡張します。彼らはまた、胃腸系に影響を与えます。

副腎髄質から放出された血中のカテコールアミンは、脳ではなく末梢組織に影響を与えることに注意することが重要です。これは、神経系が血液脳関門によって分離されているためです。

ドーパミンには5種類の特定の受容体もあります。これらは、神経系、特に海馬、側坐核、大脳皮質、扁桃体、および黒質に見られます。

特徴

カテコールアミンは、体の非常に多様な機能を調節することができます。上記のように、それらは血液中を循環したり、脳内で異なる影響を与える可能性があります（神経伝達物質として）。

次に、カテコールアミンが関与する機能を知ることができます：

心臓機能

（主に）アドレナリン濃度の増加により、心臓の収縮力が増加します。さらに、心拍の頻度が高くなります。これにより、酸素の供給が増加します。

血管機能

一般に、カテコールアミンの増加は血管収縮、つまり血管の収縮を引き起こします。その結果、血圧が上昇します。

胃腸機能

エピネフリンは運動性および胃と腸の分泌を減らすように見えます。同様に括約筋の収縮。これらの機能に関与するアドレナリン受容体は、a1、a2、b2です。

尿機能

エピネフリンは膀胱排尿筋を弛緩させます（そのため、より多くの尿を蓄えることができます）。同時に、三角筋と括約筋を収縮させて尿閉を可能にします。

ただし、適量のドーパミンを投与すると、腎臓への血流が増加し、利尿効果が発揮されます。

眼球機能

カテコールアミンの増加は、瞳孔の拡張（散瞳）も引き起こします。眼圧の低下に加えて。

呼吸機能

カテコールアミンは呼吸数を増加させるようです。さらに、強力な気管支リラックス効果があります。したがって、それは気管支分泌物を減らし、気管支拡張作用を発揮します。

中枢神経系の機能

神経系では、ノルエピネフリンとドーパミンが覚醒、注意、集中力、刺激処理を高めます。

それは私たちが刺激により速く反応するようにし、私たちがよりよく学び、覚えるようにします。彼らはまた、喜びと報酬の気持ちを仲介します。しかし、これらの物質のレベルの上昇は不安の問題と関連しています。

ドーパミンのレベルが低いと、注意力障害、学習困難、うつ病の出現に影響を与えるようです。

運動機能

ドーパミンは、動きの制御に関与する主要なカテコールアミンです。責任のある領域は、黒質と大脳基底核（特に尾状核）です。

実際、大脳基底核にドーパミンが存在しないことがパーキンソン病の原因であることが示されています。

ストレス

カテコラミンはストレスの調節に非常に重要です。これらの物質のレベルは、潜在的に危険な刺激に反応するように私たちの体を準備するために上げられます。これは、戦闘または飛行応答が表示される方法です。

免疫系への作用

ストレスは主にアドレナリンとノルエピネフリンによって媒介され、免疫系に影響を与えることが示されています。ストレスにさらされると、副腎がアドレナリンを放出し、神経系がノルエピネフリンを分泌します。これは免疫系に関与する臓器に神経を刺激します。

カテコールアミンの非常に長期にわたる増加は、慢性的なストレスと免疫系の衰弱を引き起こします。

尿および血液中のカテコールアミンの分析

体はカテコールアミンを分解し、尿中に排泄します。したがって、尿分析により、24時間に分泌されるカテコールアミンの量を観察できます。この検査は、血液検査でも実施できます。

この検査は通常、副腎の腫瘍（褐色細胞腫）を診断するために行われます。この領域に腫瘍があると、放出されるカテコールアミンが多すぎます。高血圧、過度の発汗、頭痛、頻脈、振戦などの症状に反映されるもの。

尿中のカテコールアミンのレベルが高いと、全身の感染症、手術、外傷など、あらゆる種類の過剰なストレスが現れる可能性があります。

ただし、血圧、抗うつ薬、薬物、カフェインなどの薬を服用している場合は、これらのレベルが変わる可能性があります。さらに、寒いことは、分析におけるカテコールアミンのレベルを増加させる可能性があります。

ただし、低い値は糖尿病または神経系の活動の変化を示している可能性があります。

参考文献

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