الدوبامين

عمومية

يعتبر الدوبامين ناقلًا عصبيًا مهمًا لعائلة الكاتيكولامين ، وله وظيفة تحكم في: الحركة ، وما يسمى بالذاكرة العاملة ، والإحساس بالمتعة ، والمكافأة ، وإنتاج البرولاكتين ، وآليات تنظيم النوم ، وبعض الكليات المعرفية ومدى الانتباه.

في جسم الإنسان ، يرجع إنتاج الدوبامين أساسًا إلى ما يسمى بالخلايا العصبية في منطقة الدوبامين ، وبدرجة أقل ، إلى الجزء النخاعي من الغدد الكظرية (أو الغدة الكظرية).
تشمل منطقة الدوبامين عدة مواقع في الدماغ ، بما في ذلك بارس كومباكتا التابع المادة السوداء والمنطقة السقيفية البطنية للدماغ المتوسط.
مستويات الدوبامين غير الطبيعية مسؤولة عن العديد من الحالات المرضية. أحد هذه الحالات المرضية هو مرض باركنسون المعروف.

ما هو الدوبامين؟

الدوبامين هو جزيء عضوي ينتمي إلى عائلة الكاتيكولامين ، والذي يلعب دور الناقل العصبي المهم في دماغ الإنسان والحيوانات الأخرى.
الدوبامين هو أيضًا جزيء السلائف الذي تشتق منه الخلايا ، عن طريق عمليات محددة ، ناقلان عصبيان آخران من عائلة الكاتيكولامين: النوربينفرين (أو النورأدرينالين) والإبينفرين (أو الأدرينالين).

ما هي الناقلات العصبية؟

الناقلات العصبية هي مواد كيميائية تسمح للخلايا في الجهاز العصبي ، ما يسمى بالخلايا العصبية ، بالتواصل مع بعضها البعض.
في الخلايا العصبية ، توجد الناقلات العصبية داخل حويصلات صغيرة ؛ الحويصلات قابلة للمقارنة مع الحويصلات ، تحدها طبقة مزدوجة من الفسفوليبيد ، تشبه إلى حد بعيد تلك الموجودة في الغشاء السيتوبلازمي لخلية حقيقية النواة صحية عامة.
داخل الحويصلات ، تبقى النواقل العصبية كما كانت خاملة ، حتى يصل نبضة عصبية إلى الخلايا العصبية التي يقيمون فيها.
في الواقع ، تحفز النبضات العصبية إطلاق الحويصلات بواسطة الخلايا العصبية التي تحتوي عليها.
مع إطلاق الحويصلات ، تهرب النواقل العصبية من الخلايا العصبية ، وتحتل ما يسمى بالفضاء المشبكي (وهو مساحة معينة بين عصبتين قريبتين للغاية) وتتفاعل مع الخلايا العصبية المجاورة ، وذلك بدقة مع مستقبلات غشاء الخلية العصبية. الخلايا العصبية المذكورة أعلاه. يؤدي تفاعل النواقل العصبية مع الخلايا العصبية الموضوعة في المنطقة المجاورة مباشرة إلى تحويل النبضات العصبية الأولية إلى استجابة خلوية محددة للغاية ، والتي تعتمد على نوع الناقل العصبي ونوع المستقبلات الموجودة على الخلايا العصبية المعنية.
بكلمات أبسط ، الناقلات العصبية هي رُسُل كيميائية تطلقها النبضات العصبية لتحفيز آلية خلوية معينة.
بالإضافة إلى الدوبامين ومشتقاته ، والنورادرينالين والأبينفرين ، فإن النواقل العصبية البشرية الأخرى المهمة هي: الجلايسين ، والسيروتونين ، والميلاتونين ، وحمض جاما أمينوبوتريك (GABA) وفازوبريسين.

الاسم الكيميائي للدوبامين

الاسم الكيميائي للدوبامين هو 4- (2-أمينو إيثيل) بنزين-1،2-ديول.

تاريخ الدوبامين

من الغريب أن الدوبامين هو ناقل عصبي صنعه الباحثون لأول مرة في المختبر ثم وجدوه في أنسجة المخ البشري.
بتاريخ 1910 ، يعود الفضل في التوليف المختبري للدوبامين إلى جورج بارجر وجيمس إوينز ، الكيميائيان الإنجليزيان للشركة. ويلكوم من لندن.
لاكتشاف ، مع ذلك ، أن الدوبامين هو جزيء موجود بشكل طبيعي في الدماغ كانت الباحثة الإنجليزية كاثلين مونتاجو ، في عام 1957 ، في مختبرات مستشفى رونويل من لندن.
بعد مرور عام على اكتشاف الدوبامين في أنسجة المخ ، ثم في عام 1958 ، قام العالمان أرفيد كارلسون ونيلز آكي هيلارب ، وهما موظفان في مختبرات علم الأدوية الكيميائية بمعهد القلب الوطني في السويد ، بتحديد ووصف دور ناقل عصبي مغطى بالدوبامين.
من أجل هذا الاكتشاف المهم ولإثبات أن الدوبامين ليس فقط مقدمة للنورايبنفرين والإبينفرين ، فقد حصل كارلسون أيضًا على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب.

من أين يأتي اسم دوبامين؟

اعتمد المجتمع العلمي مصطلح "الدوبامين" لأن جزيء السلائف ، الذي صنع منه جورج بارجر وجيمس إوينز الدوبامين ، كان يسمى L-DOPA.

التركيب الكيميائي

كما ذكر ، الدوبامين هو كاتيكولامين.
الكاتيكولامينات هي جزيئات عضوية يتكرر فيها وجود حلقة بنزين مرتبطة بمجموعتين هيدروكسيل OH. حلقة البنزين هذه مع مجموعتين من هيدروكسيل OH لها الصيغة الكيميائية C6H3 (OH) 2.
في حالة الدوبامين ، تتكون هذه المادة في الاتحاد بين حلقة البنزين مع مجموعتي الهيدروكسيل ، النموذجية للكاتيكولامينات ، ومجموعة إيثيل أمين.
مجموعة إيثيل أمين هي مركب عضوي تشارك فيه ذرتان كربون وواحد نيتروجين ، ولها الصيغة الكيميائية التالية: CH2-CH2-NH2.
في ضوء الصيغتين الكيميائيتين المذكورتين أعلاه ، وهما مجموعة البنزين مع مجموعتي OH ومجموعة إيثيل أمين ، فإن الصيغة الكيميائية النهائية للدوبامين هي: C6H3 (OH) 2-CH2-CH2-NH2.
توضح الأشكال أدناه التركيب الكيميائي لمركب كاتيكولامين عام ، ومجموعة هيدروكسيل ، ومجموعة إيثيل أمين ، ودوبامين ، و L-DOPA.

الشكل: على عكس الدوبامين ، يحتوي L-DOPA على مجموعة كربوكسيل ، مرتبطة بإحدى ذرتين من الكربون لمجموعة إيثيل أمين. مجموعة الكربوكسيل - صيغتها الكيميائية COOH - هي نتيجة اتحاد الكربون مع ذرة الأكسجين و مجموعة الهيدروكسيل.

الخواص الكيميائية

مثل العديد من الجزيئات المكونة من مجموعة إيثيل أمين ، فإن الدوبامين هو قاعدة عضوية.
هذا يعني أنه في البيئة الحمضية ، يكون بشكل عام في شكل بروتوني ؛ بينما ، في البيئة الأساسية ، عادة ما يكون في شكل غير بروتوني.

ملخص: كيف وأين يحدث؟

يتضمن مسار التوليف الطبيعي (أو التخليق الحيوي) للدوبامين أربع خطوات أساسية ويبدأ بالحمض الأميني L-phenylalanine.
بطريقة بسيطة وتخطيطية ، يمكن تلخيص التخليق الحيوي للدوبامين على النحو التالي:

L- فينيل ألانين ، L- التيروزين ، L-DOPA ، الدوبامين

يتكون تحويل L-phenylalanine إلى L-tyrosine وتحويل L-tyrosine إلى L-DOPA من تفاعلين هيدروكسيل. في الكيمياء ، تفاعل الهيدروكسيل هو تفاعل يكتسب الجزيء في نهايته مجموعة هيدروكسيل OH.
يحدث تفاعل الهيدروكسيل الأول ، أي L-phenylalanine ⇒ L-tyrosine ، بفضل تدخل إنزيم يعرف باسم phenylalanine hydroxylase.
من ناحية أخرى ، يحدث تفاعل L-tyrosine ⇒ L-DOPA بفضل تدخل إنزيم يعرف باسم tyrosine hydroxylase.
الخطوة الأخيرة ، التي تعطي الدوبامين من L-DOPA ، هي تفاعل نزع الكربوكسيل.
في المجال الكيميائي ، يتطابق تفاعل نزع الكربوكسيل مع عملية يفقد فيها هذا الجزيء مجموعة أو أكثر من مجموعات COOH الكربوكسيلية.
إن توفير تفاعل نزع الكربوكسيل الذي يؤدي إلى ظهور L-DOPA هو إنزيم يسمى L-amino acid decarboxylase (أو DOPA decarboxylase).

مقعد توليف الدوبامين

في جسم الإنسان ، يتم التخليق الحيوي للدوبامين بشكل أساسي عن طريق ما يسمى بالخلايا العصبية في منطقة الدوبامين ، وبدرجة أقل ، عن طريق الجزء النخاعي من الغدد الكظرية (أو الغدة الكظرية).
الخلايا العصبية في منطقة الدوبامين ، أو الخلايا العصبية الدوبامينية ، هي خلايا عصبية تقع في:

• جوهري أسود، على وجه التحديد في ما يسمى ب بارس كومباكتا التابع المادة السوداء. هناك المادة السوداء (أو المادة السوداء) يحدث في الدماغ المتوسط ​​، وهو أحد المناطق الرئيسية الثلاث التي يتكون منها جذع الدماغ.
  على الرغم من أن المادة السوداء جزء من جذع الدماغ ، إلا أن المادة السوداء تعمل تحت إشراف نوى القاعدة (أو العقد القاعدية) للدماغ البيني ؛ الدماغ هو الدماغ.
  وفقا للدراسات العلمية المختلفة ، فإن بارس كومباكتا التابع المادة السوداء إنه الموقع الرئيسي لتخليق الدوبامين الموجود في جسم الإنسان.
• المنطقة السقيفية البطنية. تقع أيضًا على مستوى الدماغ المتوسط ​​، تحتوي المنطقة القطنية البطنية على عصبونات دوبامينية ، تصل امتداداتها إلى مناطق عصبية مختلفة ، بما في ذلك: النواة المتكئة ، والقشرة أمام الجبهية ، واللوزة ، والحصين.
• الوطاء الخلفي. تصل امتدادات الخلايا العصبية الدوبامينية في منطقة ما تحت المهاد الخلفي إلى الحبل الشوكي.
• نواة مقوسة من منطقة ما تحت المهاد ونواة مجاورة للبطين في منطقة ما تحت المهاد. تمتلك الخلايا العصبية الدوبامينية في هاتين المنطقتين امتدادات تصل إلى الغدة النخامية ، وهنا يكون لها مهمة التأثير على إنتاج البرولاكتين.
• منطقة غير مؤكدة من منطقة تحت العين.

انحلال

يمكن أن يحدث الانهيار الطبيعي للدوبامين إلى مستقلبات غير نشطة بطريقتين مختلفتين وتتضمن ثلاثة إنزيمات:

• أوكسيديز أحادي الأمين (أو MAO) ،
• كاتيكول- O- ميثيل ترانسفيراز (COMT)
• نازعة هيدروجين الألدهيد.
  

تؤدي كلتا الطريقتين لتكسير الدوبامين الطبيعي إلى تكوين مادة تعرف باسم حمض الهوموفانيل (HVA).

الشكل: الطريقتان المحتملتان للتحلل البيولوجي للدوبامين. من: wikipedia.org

المهام

يؤدي الدوبامين وظائف عديدة ، سواء على مستوى الجهاز العصبي المركزي أو على مستوى الجهاز العصبي المحيطي.
فيما يتعلق بالجهاز العصبي المركزي ، فإن الدوبامين هو ناقل عصبي يشارك في:

• التحكم في الحركة
• آلية إفراز هرمون البرولاكتين
• فحص سعة الذاكرة
• آليات الثواب والسرور
• السيطرة على مهارات الانتباه
• السيطرة على بعض جوانب السلوك وبعض الوظائف المعرفية
• آلية النوم
• السيطرة على الحالة المزاجية
• الآليات الكامنة وراء التعلم

بالنسبة للجهاز العصبي المحيطي ، يعمل الدوبامين:

• كموسع للأوعية
• كمنشط لإفراز الصوديوم عن طريق البول
• كعامل يعزز حركية الأمعاء
• كعامل يقلل من نشاط الخلايا الليمفاوية
• كعامل يقلل من إفراز الأنسولين من قبل جزر لانجرهانز (خلايا بيتا البنكرياس)

مستقبلات الدوبامين

بعد إطلاقه في الفضاء المشبكي ، يمارس الدوبامين تأثيراته من خلال التفاعل مع ما يسمى بمستقبلات الدوبامين الموجودة على غشاء الخلايا العصبية المختلفة.
في الثدييات - وبالتالي في البشر أيضًا - هناك 5 أنواع فرعية مختلفة من مستقبلات الدوبامين ، وأسماء هذه الأنواع الفرعية الخمسة للمستقبلات بسيطة جدًا: D1 و D2 و D3 و D4 و D5.
تعتمد الاستجابة التي ينتجها الدوبامين على النوع الفرعي لمستقبلات الدوبامين ، والذي يتفاعل معه الدوبامين نفسه.
بمعنى آخر ، تختلف التأثيرات الخلوية للدوبامين اعتمادًا على مستقبلات الدوبامين المشاركة في التفاعل.

تختلف كثافة توزيع مستقبلات الدوبامين في الدماغ من منطقة دماغية إلى منطقة دماغية ، وبعبارة أخرى ، كل منطقة في الدماغ لها مقدارها الخاص من مستقبلات الدوبامين.
يعتقد علماء الأحياء أن هذه الكثافة المختلفة لتوزيع المستقبلات تعتمد على الوظائف التي يجب أن تغطيها مناطق الدماغ.

الدوبامين والحركة

المهارات الحركية للإنسان (صحة الحركات ، سرعة الحركات ، إلخ) تعتمد على الدوبامين المادة السوداء يطلق تحت تأثير العقد القاعدية.
في الواقع ، إذا تم إطلاق الدوبامين من المادة السوداء أقل من الطبيعي ، تصبح الحركات أبطأ وغير منسقة. على العكس من ذلك ، إذا كان الدوبامين أعلى من الناحية الكمية من الطبيعي ، يبدأ جسم الإنسان في أداء حركات غير ضرورية ، تشبه إلى حد بعيد التشنجات اللاإرادية.
ومن ثم ، فإن التنظيم الدقيق لإطلاق الدوبامين بواسطة المادة السوداء، من الضروري أن يتحرك الإنسان بشكل صحيح ، وأداء إيماءات منسقة وبالسرعة المناسبة.

إطلاق الدوبامين والبرولاكتين

الدوبامين الذي نشأ في الخلايا العصبية الدوبامينية للنواة المقوسة والنواة المجاورة للبطين يمنع إفراز هرمون البرولاكتين بواسطة خلايا اللاكتوتروب في الغدة النخامية.
كما هو سهل الفهم ، فإن غياب أو انخفاض وجود الدوبامين القادم من المناطق المذكورة أعلاه يعني زيادة نشاط خلايا الغدة النخامية ، وبالتالي زيادة إنتاج البرولاكتين.
الدوبامين الذي يثبط إفراز البرولاكتين يأخذ الاسم البديل "عامل تثبيط البرولاكتين" (PIF).
لمعرفة تأثير البرولاكتين ، يمكن للقراء النقر هنا.

الدوبامين والذاكرة

أظهرت العديد من الأبحاث العلمية أن المستويات الكافية من الدوبامين في قشرة الفص الجبهي تحسن ما يسمى بالذاكرة العاملة.
بحكم التعريف ، الذاكرة العاملة هي "نظام للصيانة المؤقتة ومعالجة المعلومات أثناء أداء المهام المعرفية المختلفة ، مثل الفهم ،" التعلم والاستدلال ".
إذا انخفضت مستويات الدوبامين التي تنشأ في قشرة الفص الجبهي أو زادت ، تبدأ الذاكرة العاملة في المعاناة.

الدوبامين والسرور والمكافأة

الدوبامين هو وسيط السرور والمكافأة.
في الواقع ، وفقًا لدراسات موثوقة ، يفرز دماغ الإنسان الدوبامين عندما "يختبر" ظروفًا أو أنشطة ممتعة ، مثل وجبة تعتمد على طعام جيد أو نشاط جنسي مُرضٍ.
الخلايا العصبية في منطقة الدوبامين الأكثر انخراطًا في آليات المكافأة والمتعة هي تلك الموجودة في النواة المتكئة وقشرة الفص الجبهي.

الدوبامين والانتباه

يدعم الدوبامين الناشئ في قشرة الفص الجبهي مهارات الانتباه.
أظهرت الأبحاث المثيرة للاهتمام أن تركيزات الدوبامين المنخفضة في قشرة الفص الجبهي غالبًا ما ترتبط بحالة تُعرف باسم اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه.

الدوبامين والوظائف الإدراكية

الرابط بين الدوبامين والقدرات المعرفية واضح في جميع الحالات المرضية التي تتميز بـ "تغيير في الخلايا العصبية الدوبامينية لقشرة الفص الجبهي.
في الواقع ، في الحالات المرضية المذكورة أعلاه ، بالإضافة إلى كليات الانتباه والذاكرة العاملة المذكورة أعلاه - أيضًا الوظائف الإدراكية العصبية ، والقدرة على حل المشاكل إلخ.

علم الأمراض

يلعب الدوبامين دورًا رئيسيًا في العديد من الحالات الطبية ، بما في ذلك: مرض باركنسون ، واضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه (ADHD) ، والفصام / الذهان ، والإدمان على بعض الأدوية والأدوية.
علاوة على ذلك ، وفقًا لبعض الدراسات العلمية ، سيكون مسؤولاً عن الأحاسيس المؤلمة التي تميز بعض الحالات المرضية (الألم العضلي الليفي ، متلازمة تململ الساقين ، متلازمة الفم الحارق) والغثيان المصاحب للقيء.

الدوبامين والإدمان

المخدرات

الأدوية

• كوكايين
• الأمفيتامينات
• الميثامفيتامين
• إكستاسي (إم دي إم إيه)

• ريتالين
• المنبهات النفسية

لمعرفة المزيد:

• مرض الشلل الرعاش
• ADHD
• انفصام فى الشخصية

الفضول والمعلومات الأخرى

لاستكمال ما قيل حتى الآن ، إليك بعض المعلومات الإضافية المتعلقة بالدوبامين:

• إن تحويل الدوبامين إلى النوربينفرين هو تفاعل تفاعل الهيدروكسيل ، والذي يتم بواسطة الإنزيم المعروف باسم الدوبامين بيتا هيدروكسيلاز.
  من ناحية أخرى ، فإن تحويل الدوبامين إلى الأدرينالين هو رد فعل يحدث بسبب تدخل الإنزيم المعروف باسم phenylethanolamine N-methyltransferase.
• أظهرت الدراسات الحديثة أن شبكية العين تستضيف أيضًا بعض الخلايا العصبية الدوبامينية.
  تتميز هذه الخلايا العصبية بخصوصية نشاطها خلال ساعات الضوء وإسكاتها خلال ساعات الظلام.
• مستقبلات الدوبامين الأكثر تواجدًا في الجهاز العصبي البشري هي مستقبلات D1 ، تليها مستقبلات D2.
  عند مقارنتها بالنوعين الفرعيين D1 و D2 ، فإن مستقبلات D3 و D4 و D5 موجودة عند مستويات أقل بكثير.
• وفقًا للخبراء ، يعد تعاطي المخدرات من بين الظروف التي تفضل إطلاق الدوبامين في المتعة والمكافأة.
  في الواقع ، يبدو أن تناول العقاقير ، مثل الكوكايين ، يؤدي إلى زيادة مستويات الدوبامين ، تمامًا مثل الطعام الجيد أو النشاط الجنسي المرضي.
• يخطط الأطباء لعلاج يعتمد على حقن الدوبامين ، في وجود: انخفاض ضغط الدم ، وبطء القلب ، وفشل القلب ، والنوبات القلبية ، والسكتة القلبية ، والفشل الكلوي.
• الشيخوخة الفسيولوجية التي يتعرض لها كل إنسان تتزامن مع انخفاض في مستويات الدوبامين في الجهاز العصبي.
  وفقًا لبعض الدراسات العلمية ، فإن الانخفاض المرتبط بالعمر في وظائف المخ يرجع جزئيًا إلى هذا الانخفاض في مستويات الدوبامين في الجهاز العصبي.

أنظر أيضا: أدوية ناهضة الدوبامين