Дофамин: нейромедиатор и его функции¶

Дофамин (3,4-дигидроксифенилэтиламин, сокращённо DA) — органическое соединение класса катехоламинов, выполняющее в организме человека и животных функции нейромедиатора и нейрогормона. По химической структуре представляет собой производное аминокислоты тирозина. Дофамин участвует в передаче нервных импульсов, регуляции движений, мотивации, эмоционального состояния, а также в работе эндокринной и сердечно-сосудистой систем.

¶Химическая природа и синтез

Дофамин относится к моноаминам и катехоламинам. Его молекулярная формула — C₈H₁₁NO₂, молярная масса — 153,18 г/моль. В чистом виде это кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде.

Синтез дофамина в организме происходит в несколько этапов:

1. Аминокислота тирозин превращается в L-ДОФА под действием фермента тирозингидроксилазы (этот этап является лимитирующим).
2. L-ДОФА декарбоксилируется в дофамин с участием фермента ДОФА-декарбоксилазы.
3. В дальнейшем дофамин может превращаться в норадреналин и адреналин.

Синтез происходит в цитоплазме нейронов и в клетках мозгового вещества надпочечников, где дофамин запасается в везикулах.

¶Роль в нервной системе

Дофамин — один из ключевых нейромедиаторов центральной нервной системы. Нейроны, вырабатывающие дофамин (дофаминергические), сосредоточены преимущественно в среднем мозге и промежуточном мозге. Выделяют несколько основных дофаминергических путей:

• Нигростриарный путь — связывает чёрную субстанцию со стриатумом; отвечает за регуляцию движений.
• Мезолимбический путь — связан с системой вознаграждения и эмоциями.
• Мезокортикальный путь — проецируется в кору больших полушарий, участвует в когнитивных процессах.
• Тубероинфундибулярный путь — регулирует секрецию гормонов гипофиза.

¶Функции в организме

Дофамин выполняет широкий спектр функций:

¶Система вознаграждения

Дофамин традиционно связывают с «системой вознаграждения» мозга. Он выделяется при получении приятного стимула — еды, социального одобрения, достижения цели. При этом современные исследования показывают, что дофамин в большей степени кодирует не само удовольствие, а предсказание и ожидание награды, а также мотивацию к её достижению. Этот механизм лежит в основе обучения и формирования привычек.

¶Связь с заболеваниями

Нарушения дофаминовой передачи связаны с рядом неврологических и психических расстройств:

• Болезнь Паркинсона — дегенерация дофаминергических нейронов чёрной субстанции, приводящая к тремору, ригидности и гипокинезии. Основной метод терапии — приём леводопы, предшественника дофамина.
• Шизофрения — связывают с гиперфункцией дофаминовой системы в мезолимбическом пути; антипсихотические препараты блокируют дофаминовые рецепторы.
• Синдром дефицита внимания и гиперактивности — предполагается связь с дисбалансом дофамина в префронтальной коре.
• Зависимости — психоактивные вещества (никотин, алкоголь, кокаин) повышают концентрацию дофамина в системе вознаграждения, что способствует формированию зависимости.

¶Дофамин как лекарственное средство

В медицине дофамин применяется в виде раствора для внутривенного введения (например, под торговым названием «Допамин»). В малых дозах он расширяет почечные и мезентериальные сосуды, в средних — усиливает сердечные сокращения, в высоких — повышает тонус периферических сосудов. Препарат используется при шоковых состояниях, острой сердечной и почечной недостаточности. Вводится только под контролем врача, поскольку может вызывать тахикардию, аритмии и некроз тканей при попадании под кожу.

¶Рецепторы

Действие дофамина реализуется через пять типов рецепторов — D1–D5, относящихся к семейству G-белок-связанных рецепторов. Рецепторы D1 и D5 стимулируют выработку циклического АМФ, а D2, D3 и D4 — подавляют её. Большинство антипсихотиков действуют как антагонисты D2-рецепторов.

¶Историческая справка

Дофамин был впервые синтезирован в 1910 году британским химиком Джорджем Барджером и его коллегами. Долгое время он считался лишь промежуточным звеном в синтезе адреналина и норадреналина. В 1958 году шведский фармаколог Арвид Карлссон установил, что дофамин является самостоятельным нейромедиатором, а его дефицит связан с болезнью Паркинсона. За эти исследования Карлссон в 2000 году получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

¶Интересные факты

• Дофамин содержится не только в мозге, но и в сетчатке глаза, где участвует в обработке световых сигналов.
• Бананы и некоторые другие продукты содержат дофамин, однако он не проникает через гематоэнцефалический барьер и не влияет на мозг при употреблении в пищу.
• Уровень дофамина повышается при прослушивании любимой музыки, занятиях спортом и даже при ожидании приятного события.