도파민

대부분

도파민은 카테콜아민 계열의 중요한 신경 전달 물질로서 운동, 소위 작업 기억, 쾌감 감각, 보상, 프로락틴 생산, 수면 조절 메커니즘, 일부 인지 기능 및 주의 집중 시간에 대한 제어 기능이 있습니다.

인체에서 도파민의 생성은 주로 도파민성 영역의 소위 뉴런에 기인하며, 덜하지만 부신(또는 부신) 땀샘의 수질 부분에 기인합니다.
도파민성 영역은 다음을 포함한 뇌의 여러 부위를 포함합니다. 콤팩타 의 흑질 및 중뇌의 복부 피개 영역.
비정상적인 도파민 수치는 여러 병리학 적 상태의 원인입니다. 이러한 병리학 적 상태 중 하나는 잘 알려진 파킨슨 병입니다.

도파민이란 무엇입니까?

도파민은 카테콜아민 계열에 속하는 유기 분자로 인간과 다른 동물의 뇌에서 신경 전달 물질의 중요한 역할을 합니다.
도파민은 또한 세포가 특정 과정을 통해 카테콜아민 계열의 두 가지 다른 신경 전달 물질인 노르에피네프린(또는 노르아드레날린)과 에피네프린(또는 아드레날린)을 유도하는 전구체 분자입니다.

신경전달물질이란?

신경 전달 물질은 소위 뉴런이라고 하는 신경계의 세포가 서로 통신할 수 있도록 하는 화학 물질입니다.
뉴런에서 신경 전달 물질은 작은 소포 내부에 존재합니다.
소포 내부에서 신경 전달 물질은 신경 자극이 그들이 거주하는 뉴런에 도달할 때까지 불활성 상태로 남아 있습니다.
사실, 신경 자극은 그것을 포함하는 뉴런에 의해 소포의 방출을 자극합니다.
소포의 방출과 함께 신경 전달 물질은 신경 세포에서 빠져 나와 소위 시냅스 공간 (두 개의 매우 가까운 뉴런 사이의 특정 공간)을 점유하고 인접 뉴런과 상호 작용하여 정확하게 세포의 막 수용체와 상호 작용합니다. 앞서 언급한 뉴런 . 바로 근처에 위치한 신경 전달 물질과 신경 전달 물질의 상호 작용은 초기 신경 자극을 매우 특정한 세포 반응으로 변형시키며, 이는 신경 전달 물질의 유형과 관련된 뉴런에 존재하는 수용체의 유형에 따라 달라집니다.
간단히 말해서, 신경 전달 물질은 화학 전달 물질로, 신경 자극이 방출되어 특정 세포 메커니즘을 유도합니다.
도파민과 그 유도체인 노르에피네프린과 에피네프린 외에도 글리신, 세로토닌, 멜라토닌, 감마-아미노부티르산(GABA) 및 바소프레신이 있습니다.

도파민의 화학명

도파민의 화학명은 4-(2-아미노에틸)벤젠-1,2-디올입니다.

도파미나의 역사

흥미롭게도 도파민은 연구원들이 실험실에서 처음 합성한 다음 인간의 뇌 조직에서 발견한 신경 전달 물질입니다.
1910년에 설립된 도파민의 실험실 합성에 대한 공은 회사의 두 영국 화학자인 George Barger와 James Ewens에게 돌아갑니다. 웰컴 런던에서.
그러나 도파민이 뇌에 자연적으로 존재하는 분자라는 것을 발견하기 위해 1957년 영국 연구원 Kathleen Montagu는 런웰 병원 런던에서.
뇌 조직에서 도파민이 발견된 지 1년 후인 1958년에 스웨덴 국립 심장 연구소의 화학 약리 연구소 직원인 과학자 Arvid Carlsson과 Nils-Ake Hillarp는 처음으로 도파민의 역할을 확인하고 설명했습니다. 도파민으로 덮인 신경 전달 물질.
Carlsson은 이 중요한 발견과 도파민이 노르에피네프린과 에피네프린의 전구체일 뿐만 아니라 노벨 생리의학상을 수상했습니다.

도파민이라는 이름은 어디에서 왔습니까?

George Barger와 James Ewens가 도파민을 합성한 전구체 분자가 소위 L-DOPA이기 때문에 과학계에서 "도파민"이라는 용어를 채택했습니다.

화학 구조

언급했듯이 도파민은 카테콜아민입니다.
카테콜아민은 2개의 하이드록실 그룹 OH에 연결된 벤젠 고리의 존재가 반복되는 유기 분자입니다. 2개의 OH 하이드록실 그룹과 결합된 이 벤젠 고리는 화학식 C6H3(OH) 2를 갖습니다.
도파민의 경우, 이 물질은 벤젠 고리와 카테콜아민의 전형인 2개의 하이드록실 그룹 및 에틸아민 그룹 사이의 결합으로 구성됩니다.
에틸아민 그룹은 2개의 탄소 원자와 1개의 질소가 참여하는 유기 화합물이며 화학식 CH2-CH2-NH2를 갖습니다.
위에서 보고된 2개의 화학식, 즉 2개의 OH 기를 갖는 벤젠 그룹 및 에틸아민 그룹의 화학식에 비추어, 도파민의 최종 화학식은 C6H3(OH) 2-CH2-CH2-NH2입니다.
아래 그림은 일반적인 카테콜아민, 수산기, 에틸아민기, 도파민 및 L-DOPA의 화학 구조를 보여줍니다.

그림: 도파민과 달리 L-DOPA는 에틸아민 그룹의 두 탄소 원자 중 하나에 결합된 카복실 그룹을 가지고 있습니다. 화학식이 COOH인 카복실 그룹은 탄소와 산소 원자의 결합 결과입니다. 수산기.

화학적 특성

에틸아민 그룹으로 구성된 많은 분자와 마찬가지로 도파민은 유기 염기입니다.
이것은 산성 환경에서 일반적으로 양성자화된 형태임을 의미합니다. 기본 환경에서는 일반적으로 양성자화되지 않은 형태입니다.

요약: 어떻게, 어디서 발생합니까?

도파민의 자연 합성(또는 생합성) 경로는 4가지 기본 단계를 포함하며 아미노산 L-페닐알라닌으로 시작합니다.
간단하고 도식적으로 도파민의 생합성은 다음과 같이 요약될 수 있습니다.

L-페닐알라닌 ⇒ L-티로신 ⇒ L-DOPA ⇒ 도파민

L-페닐알라닌의 L-티로신으로의 전환 및 L-티로신의 L-DOPA로의 전환은 두 가지 하이드록실화 반응으로 구성됩니다. 화학에서 하이드록실화 반응은 분자가 OH 하이드록실기를 획득하는 마지막 반응입니다.
첫 번째 수산화 반응, 즉 L-페닐알라닌 ⇒ L-티로신은 페닐알라닌 수산화효소로 알려진 효소의 개입 덕분에 발생합니다.
반면에 L-티로신 ⇒ L-DOPA 반응은 티로신 수산화효소로 알려진 효소의 개입 덕분에 발생합니다.
L-DOPA로부터 도파민을 제공하는 마지막 단계는 탈카르복실화 반응입니다.
화학 분야에서 탈카르복실화 반응은 이러한 분자가 하나 이상의 COOH 카르복실기를 잃는 마지막 과정에 해당합니다.
L-DOPA를 생성하는 탈탄산 반응을 제공하는 것은 L-아미노산 탈탄산효소(또는 DOPA 탈탄산효소)라고 하는 효소입니다.

도파민 합성의 자리

인체에서 도파민의 생합성은 주로 도파민성 영역의 소위 뉴런에 의해 수행되며, 덜하지만 부신(또는 부신) 땀샘의 수질 부분에 의해 수행됩니다.
도파민성 영역의 뉴런 또는 도파민성 뉴런은 다음 위치에 위치한 신경 세포입니다.

• 흑질, 정확히 소위 파스 콤팩타 의 흑질. 거기 흑질 (또는 검은 물질)은 뇌간을 구성하는 세 가지 주요 영역 중 하나인 중뇌에서 발생합니다.
  뇌간의 일부이기는 하지만 흑색질은 종뇌의 기저핵(또는 기저핵)의 지시에 따라 작용합니다. 종뇌는 뇌입니다.
  다양한 과학적 연구에 따르면, 콤팩타 의 흑질 인체에 존재하는 도파민 합성의 주요 부위입니다.
• 복부 피개 영역. 또한 중뇌 수준에 위치한 복측 피개 영역에는 도파민성 뉴런이 있으며, 그 확장은 측좌핵, 전전두엽 피질, 편도체 및 해마를 비롯한 다양한 신경 영역에 도달합니다.
• 후시상하부. 후시상하부의 도파민성 뉴런의 확장은 척수에 도달합니다.
• 시상하부의 아치형 핵과 시상하부의 방실핵. 이 두 영역의 도파민성 뉴런은 뇌하수체에 도달하는 확장을 가지고 있으며 여기에서 프로락틴 생산에 영향을 미치는 역할을 합니다.
• 시상하부의 불확실한 영역.

하락

도파민이 비활성 대사 산물로 자연적으로 분해되는 것은 두 가지 별개의 방식으로 발생할 수 있으며 세 가지 효소가 관련됩니다.

• 모노아민 산화효소(또는 MAO),
• 카테콜-O-메틸트랜스퍼라제(COMT)
• 알데히드 탈수소효소.
  

자연적인 도파민 분해의 두 가지 방법 모두 호모바닐산(HVA)으로 알려진 물질의 형성으로 이어집니다.

그림: 도파민의 생분해의 두 가지 가능한 방법. 출처: wikipedia.org

기능

도파민은 중추 신경계 수준과 말초 신경계 수준 모두에서 수많은 기능을 수행합니다.
중추 신경계와 관련하여 도파민은 다음에 참여하는 신경 전달 물질입니다.

• 동작 제어
• 호르몬 프로락틴의 분비 메커니즘
• 메모리 용량 확인
• 보상과 쾌락의 메커니즘
• 주의력 조절
• 행동의 일부 측면과 일부 인지 기능의 제어
• 수면의 메커니즘
• 기분 조절
• 학습의 기본 메커니즘

말초 신경계와 관련하여 도파민은 다음과 같이 작용합니다.

• 혈관 확장제로
• 소변을 통한 나트륨 배설 촉진제로
• 장운동을 촉진시키는 요인으로
• 림프구 활성을 감소시키는 요인으로
• 랑게르한스섬(췌장베타세포)에서 인슐린 분비를 감소시키는 인자로

도파민 수용체

시냅스 공간으로 방출된 도파민은 다른 신경 세포의 막에 존재하는 소위 도파민 수용체와 상호작용하여 효과를 발휘합니다.
포유동물 - 따라서 인간에게도 - 도파민 수용체의 5가지 다른 아형이 있습니다.이 5가지 수용체 아형의 이름은 매우 간단합니다: D1, D2, D3, D4 및 D5.
도파민에 의해 생성되는 반응은 도파민 자체가 상호작용하는 도파민 수용체 아형에 따라 다릅니다.
즉, 도파민의 세포 효과는 상호 작용에 관여하는 도파민 수용체에 따라 다릅니다.

뇌에서 도파민성 수용체의 분포 밀도는 뇌 영역마다 다르다.
생물학자들은 수용체 분포의 이러한 다른 밀도는 뇌 영역이 다루어야 하는 기능에 달려 있다고 믿습니다.

도파미나와 운동

인간의 운동 능력(움직임의 정확성, 움직임의 신속성 등)은 도파민에 의존합니다. 흑질 기저핵의 작용으로 방출됩니다.
실제로 도파민이 분비되면 흑질 정상보다 작으면 움직임이 느려지고 조정되지 않습니다. 반대로 도파민이 정상보다 양적으로 높으면 인체는 틱과 매우 유사한 불필요한 움직임을 시작합니다.
따라서 도파민 방출의 미세 조절은 흑질, 인간이 올바르게 움직이고 조정된 제스처를 적절한 속도로 수행하는 것이 필수적입니다.

도파민 및 프로락틴 방출

궁상핵과 심실주위핵의 도파민성 신경세포에서 기원하는 도파민은 뇌하수체의 유당자극 세포에 의한 프로락틴 호르몬의 분비를 억제합니다.
이해하기 쉽기 때문에 앞서 언급한 지역에서 오는 도파민의 부재 또는 감소는 뇌하수체 젖 분비 세포의 더 큰 활동을 의미하며 따라서 더 많은 프로락틴 생산을 의미합니다.
프로락틴 분비를 억제하는 도파민은 "프로락틴 억제 인자"(PIF)의 대체 이름을 사용합니다.
프로락틴의 효과가 무엇인지 알아보려면 여기를 클릭하세요.

도파민과 기억

여러 과학적 연구에 따르면 전전두엽 피질의 적절한 수준의 도파민이 소위 작업 기억을 향상시키는 것으로 나타났습니다.
정의에 따르면 작업 기억은 "이해, 학습 및 추론과 같은 다양한 인지 작업을 수행하는 동안 정보를 일시적으로 유지하고 조작하는 시스템"입니다.
전전두엽 피질에서 기원하는 도파민 수치가 감소하거나 증가하면 작업 기억이 손상되기 시작합니다.

도파민, 즐거움과 보상

도파민은 즐거움과 보상 중재자입니다.
사실, 신뢰할 수 있는 연구에 따르면 인간의 뇌는 좋은 음식을 기반으로 한 식사나 만족스러운 성행위와 같은 즐거운 활동이나 상황을 "경험"할 때 도파민을 방출합니다.
보상 및 쾌락 기전에 가장 관여하는 도파민성 영역의 뉴런은 측좌핵과 전전두엽 피질의 뉴런입니다.

도파민과 주의

전전두엽 피질에서 유래하는 도파민은 주의력을 지원합니다.
흥미로운 연구에 따르면 전전두엽 피질의 낮은 도파민 농도는 종종 주의력 결핍 과잉 행동 장애로 알려진 상태와 관련이 있습니다.

도파민과 인지 기능

도파민과 인지 능력 사이의 연관성은 "전전두엽 피질의 도파민 작용성 뉴런의 변화"로 특징되는 모든 병적 상태에서 분명합니다.
사실, 앞서 언급한 병적 상태에서 앞서 언급한 주의력 및 작업 기억 능력 외에도 신경인지 기능, 문제 해결 등.

병리학

도파민은 파킨슨병, 주의력결핍 과잉행동장애(ADHD), 정신분열증/정신병, 특정 약물 및 약물 중독을 비롯한 여러 의학적 상태에서 중심적인 역할을 합니다.
또한 일부 과학 연구에 따르면 일부 병적 상태(섬유근육통, 하지불안 증후군, 구강 작열감 증후군)를 특징짓는 고통스러운 감각과 구토와 관련된 메스꺼움의 원인이 됩니다.

도파민과 중독

약제

약

• 코카인
• 암페타민
• 메스암페타민
• 엑스터시(MDMA)

• 리탈린
• 정신 자극제

더 알아보려면:

• 파킨슨 병
• ADHD
• 정신 분열증

호기심 및 기타 정보

지금까지 말한 내용을 보완하기 위해 다음은 도파민에 관한 몇 가지 추가 정보입니다.

• 도파민이 노르에피네프린으로 전환되는 것은 도파민 베타 수산화효소로 알려진 효소에 의해 수행되는 수산화 반응입니다.
  반면에 도파민이 아드레날린으로 전환되는 것은 페닐에탄올아민 N-메틸트랜스퍼라제로 알려진 효소의 개입으로 인해 일어나는 반응입니다.
• 최근 연구에 따르면 안구 망막은 또한 일부 도파민성 뉴런을 호스팅합니다.
  이 신경 세포는 빛이 있는 시간에는 활동하고 어둠의 시간에는 침묵하는 특성을 가지고 있습니다.
• 인간의 신경계에 가장 많이 존재하는 도파민성 수용체는 D1 수용체이고, 그 다음은 D2 수용체입니다.
  D1 및 D2 하위 유형과 비교할 때 D3, D4 및 D5 수용체는 상당히 낮은 수준으로 존재합니다.
• 전문가들에 따르면, 약물 남용은 쾌락과 보상의 도파민 방출을 선호하는 상황 중 하나입니다.
  실제로 코카인과 같은 약물을 복용하면 좋은 음식이나 만족스러운 성행위처럼 도파민 수치가 증가하는 것으로 보입니다.
• 의사는 저혈압, 서맥, 심부전, 심장마비, 심정지 및 신부전이 있는 경우 도파민 주사를 기반으로 한 치료를 계획합니다.
• 모든 인간이 겪는 생리적 노화는 신경계의 도파민 수치 감소와 일치합니다.
  일부 과학 연구에 따르면 뇌 기능의 노화와 관련된 감소는 부분적으로 신경계의 도파민 수치가 감소하기 때문입니다.

참조: 도파민 작용제 약물