دوبامين
| دوبامين | |
|---|---|
| |
| |
4-(2-aminoethyl)benzene-1,2-diol | |
Other names 2-(3,4-dihydroxyphenyl)ethylamine; | |
| المعرفات | |
| رقم CAS | |
| بوبكيم (PubChem) | |
| ChemSpider | 661 |
| Jmol-3D images | Image 1 |
| |
| الخصائص | |
| صيغة جزيئية | C8H11NO2 |
| الكتلة المولية | 153.178 |
| نقطة الانصهار |
128 °C, 401 K, 262 °F |
| قابلية الذوبان في الماء | 60.0 g/100 ml |
| المخاطر | |
| R-phrases | R36/37/38 |
| S-phrases | S26 S36 |
| Except where noted otherwise, data are given for materials in their standard state (at 25 °C, 100 kPa) Infobox disclaimer and references | |
مقدمة
الدوبامين (بالإنجليزية: Dopamine) مادة كيميائية تتفاعل في الدماغ لتؤثر على كثير من الأحاسيس والسلوكيات بما في ذلك الانتباه، والتوجيه وتحريك الجسم. ويؤدي الدوبامين دوراً رئيسياً في الإحساس بالمتعة والسعادة والإدمان. إن الدوبامين أحد المجموعات الكيميائية التي تسمى النواقل العصبية التي تحمل المعلومات من عصبون (خلية عصبية)، إلى آخر.
وتنتج شبكة من الخلايا العصبية في الدماغ الدوبامين أو تستجيب له. وتوجد في العمق الداخلي للدماغ مجموعتان صغيرتان من الخلايا المنتجة للدوبامين. وهذه الخلايا تحتوي على مسار كيميائي يغير الحمض الأميني المسمى تيروزين إلى مادة كيميائية تسمى: ل-دوبا (بEnglish)، ومن ثم إلى دوبامين. وتوجد على سطح العصبونات التي تستجيب للدوبامين تركيبات تسمى: مستقبلات الدوبامين.
وهناك خمسة أنواع من مستقبلات الدوبامين. وتعتمد تأثيرات الدوبامين على المكان الذي تُطلق فيه، والكمية التي يتم إطلاقها، وكذلك على أنواع المستقبلات التي جرى تنشيطها.
وتكون مستويات الدوبامين في الدماغ عالية في مراحل الطفولة الأولى وتنخفض بمرور الزمن وتقدم الحياة.
تسببب الزيادة الكبيرة أو الانخفاض الكبير في الدوبامين كثيراً من الأمراض البدنية والعقلية. فعلى سبيل المثال، ترفع أدوية الإدمان من مستويات الدوبامين إلى نفس مستوى وجوده في الدماغ. وتؤدي زيادة الدوبامين لدى أولئك الذين يعانون من الإدمان إلى تغيرات طويلة الأجل أو دائمة في خلايا الدماغ. وتسبب مستويات الدوبامين غير العادية بعض أمراض الحركة مثل مرض باركنسون. ويؤدي اختلال مستوى الدوبامين دوراً كبيراً في أمراض أخرى مثل: انفصام الشخصية (الشيزوفرينيا)، وقصور الانتباه، ومتلازمة توريت, كذلك انعدام التلذذ ,و عدم القدرة على الإحساس بالمتعة عند مزاولة نشاطات عادةً ماتكون ممتعة.
تعريف
هو مادة كيميائية عضوية من الكاتيكولأمينات لها أدوار متنوعة في الجسم. حيث يعمل كناقل عصبي في الدماغ ليؤثر على الناحية النفسية، كما له تأثير على نواحٍ فيزيولوجية كتأثيره على إفراز البرولاكتين.
الهيكلية
تتكون جزيئة الدوبامين من بنية كاتيكول أمين (حلقة بنزن مع مجموعتين هيدروكسيل جانبيتين) بالإضافة لمجموعة أمينية ملتقصة بسلسلة إيثيل.[4] فبذلك يكون الدوبامين أبسط الكاتيكولأمينات (وهي عائلة من النواقل العصبية تتضمن الأدرينالين والنورأدرينالين).[5] وإنَّ وجود حلقة البنزن مع مجموعة الأمين تلك يجعله ضمن مجموعة مستبدلات الفينتيل أمين وهي عائلة تتضمن أدوية نفسية عديدة.[6]
وكمعظم الأمينات يعد الدوبامين أساساً عضوياً.[7] وبكونه أساساً فهو يعطي بروتوناً في بيئة حامضية (في تفاعل حمض أساس).[7] والشكل الشاردي منحل جداً بالماء ومستقر نسبياً، لكن يمكن أن يتأكسد إذا تعرض للأوكسجين أو إلى مؤكسد آخر.[7] لا يعطي الدوبامين في البيئات القلوية بروتوناً.[7] فيبقى بشكله الحر ويكون فيه أقل انحلالية بالماء وأكثر تفاعلاً.[7] بسبب زيادة الثباتية والنحلالية بالماء للشكل الشاردي أمكن استخدام الدوبامين في الأشكال الصيدلانية على شكل ملح هيدروكلورايد.[7] ويكون هذا الملح بشكله الجاف مسحوقاً ناعماً عديم اللون.
الاصطناع الحيوي
يصطنع الدوبامين في بعض الخلايا وخصوصاً بعض الخلايا العصبية.[11] وله عدة طرق في اصطناعه وهي كالتالي:
- الطريق الأساسي: ل- فينيل ألانين ← ل- تيروزين← ل- دوبا ← دوبامين [8] [9]
L-Phenylalanine → L-Tyrosine → L-DOPA → Dopamine
- الطريق الثانوي: ل- فينيل ألانين← ل- تيروزين ← ب- تيرامين ← دوبامين [8] [9]
L-Phenylalanine → L-Tyrosine → p-Tyramine → Dopamine
- طريق ثانوي آخر: ل- فينيل ألانين ← م- تيروزين ← م- تيرامين ← دوبامين [10] [12]
L-Phenylalanine → m-Tyrosine → m-Tyramine → Dopamine
حيث يمكن اصطناع الطليعة المباشرة للدوبامين (الـ ل- دوبا) بطريقة غير مباشرة من الحمض الأميني الأساسي الفينيل ألانين أو مباشرة من الحمض الأميني التيروزين.[14] وتوجد هذه الحموض الأمينية في كل البروتينات تقريباً ومتوافرة مسبقاً في الدم مع كون التيروزين أكثر توافراً.
رغم أن الدوبامين يتواجد أيضاً في عدد من الأطعمة فهو غير قادر على عبور الحاجز الدموي الدماغي الذي يحيط ويحمي الدماغ.[15] لذلك فالدوبامين المتواجد ضمن الدماغ يصطنع هناك.[15]
آلية الاصطناع
يتحول الـ ل- فينيل آلانين إلى ل- تيروزين عن طريق الأنزيم فينيل آلانين هيدروكسيلاز، وذلك باستهلاك جزيئة أوكسجين ووجود التتراهيدروبيوبترين tetrahydrobiopterin.
ثم يتحول الـ ل- تيروزين إلى ل- دوبا عن طريق الأنزيم تيروزين هيدروكسيلاز وبوجود التتراهيدروبيوبترين والأوكسجين والحديد.[14]
ثم يتحول الـ ل-دوبا إلى دوبامين باستخدم أنزيم نازع الكربوكسيل للحمض الأميني الميسر العطري aromatic L-amino acid decarboxylase (والذي يعرف بنازع كربوكسيل الدوبا) بوجود أحد مشتقات فيتامين ب6 pyridoxal phosphate.
يجدر الإشارة أيضاً أن الدوبامين نفسه يستخدم كطليعة لاصطناع عدد من النواقل العصبية كالأدرينالين والنورأدرينالين.[14] حيث يتحول الدوبامين إلى نورأدرينالين بوجود أنزيم دوبامين بيتا هيدروكسيلاز، وذلك بوجود الأوكسجين وحمض الأسكوربيك الميسر (فيتامين ج).[14] ثم يمكن أن يتحول النور أدرينالين إلى أدرينالين بوجود أنزيم فينيل إيتانول أمين ن-ناقل الأمين phenylethanolamine N-methyltransferase مع الميتيونين الميسر س- أدينوزين.[14]
التدرك
يتحطم الدوبامين في الجسم إلى مستقلبات غير فعالة عن طريق مجموعة من الأنزيمات، وهي: مؤكسد أحاديات الأمين monoamine oxidase (MAO) وناقل أورتو ميتيل الكاتيكول أمين catechol-O-methyl transferase (COMT) ونازعة هيدروجين الألدهيد aldehyde dehydrogenase (ALDH).[16] وكلا شكلي أنزيم مؤكسد أحاديات الأمين (الشكل أ والشكل ب MAO-A and MAO-B) يستقلب الدوبامين بفعالية.[14]
ورغم تعدد طرق الاستقلاب إلا أن المستقلب النهائي الأساسي هو حمض الهوموفانيليك homovanillic acid (HVA).[16] والذي يرشح بالكلى ثم يطرح في البول.[16]
أما عن الطريقين الرئيسيين للاستقلاب فهما:
1- دوبامين ← دوبال ← OPAL دوباك ← DOPAC حمض الهوموفانيليك HVA والذي يستقلب بمؤكسد أحاديات الأمين MAO وأنزيم نازعة هيدروجين الألدهيد ALDH وأنزيم ناقل أورتو ميتيل الكاتيكول أمين CO#
2- دوبامين 3← ميتوكسي تيرامين 3-Methoxytyramine ← حمض الهوموفانيليك HVA والذي يستقلب بمؤكسد أحاديات الأمين MAO وأنزيم نازعة هيدروجين الألدهيد ALDH وأنزيم ناقل أورتو ميتيل الكاتيكول أمين COMT.
وتكمن أهمية حمض الهوموفانيليك في أنه في الدراسات السريرية على الفصام تستخدم قياساته في البلاسما لتقدير مستويات الفعالية الدوبامينية في الدماغ.[18]
من الجدير بالذكر أيضاً أن الدوبامين حساس أيضاً للأكسدة بالمؤكسدات المباشرة منتجاً كينونات إضافةً لجذور حرة.[19] ويمكن أن يزيد معدل الأكسدة بوجود الحديد أو عوامل مؤكسدة أخرى. ويمكن لتلك النواتج (الكينونات والجذور الحرة) أن تكون سامةً للخلايا.
وظائف الدوبامين
الدوبامين والحركة
الجزء المنظم للحركة في الدماغ يدعى العقد القاعدية basal ganglia. وفيه يفرز الدوبامين ويرتبط بمستقبلاته D1-5.
يقلل الدوبامين تأثير الطريق غير المباشرة، ويزيد تأثير الطريق المباشر ضمن منطقة العقد القاعدية. عند حصول نقص في الدوبامين في الدماغ تصبح الحركات متأخرة وبطيئة كما عند الإصابة بداء باركنسون. أما في حال الزيادة المفرطة يقوم الجسم بحركات غير ضرورية مثل تشنجات لا إرادية متكررة كما في الأدوية المطلقة له كالكوكايين.
الدوبامين والسعادة
الدوبامين هو الناقل العصبي المسؤول عن الشعور بالسعادة المرافقة للمكافأة
الدوبامين والإدمان
يسبب الإطلاق المفرط للدوبامين والمتكرر الإدمان، وذلك يحصل عند استخدام بعض الأدوية كالكوكايين والأمفيتامينات.
الدوبامين والذاكرة
تحسن مستويات الدوبامين في الدماغ عمل الذاكرة. لكن يعتمد الأمر على توازن مستوياته.
الدوبامين والانتباه
يساعد الدوبامين على التركيز والانتباه.
تنظيم إفراز البرولاكتين
يقوم الدوبامين بتثبيط إفراز البرولاكتين من الغدة النخامية الأمامية. حيث تقوم خلايا lactotrope بإنتاج البرولاكتين في حال غياب الدوبامين، لكنه يثبط ذلك بوجوده. وهذا ما جعل له تسميات لها علاقة بذلك منها: العامل المثبط للبرولاكتين (PIF) والهرمون المثبط للبرولاكتين (PIH).
الوظيفة الاجتماعية
يعتقد أن بعض سمات الفصام السلبي (الفصام الذي يترافق مع الانسحاب الاجتماعي وانعدام التلذذ) لها علاقة بنقص الحالة الدوبامينية في بعض مناطق الدماغ.
الدوبامين والأمراض النفسية
يرتبط الارتفاع العالي لمستويات الدوبامين بالأمراض النفسية والفصام؛ وتقوم أدوية الفصام في آلية تأثيرها على تثبيط مستقبلات الدوبامين.
الدوبامين والغثيان والإقياء
يعد الدوبامين أحد النواقل العصبية المتوادة في مركز التحكم بالغثيان والإقياء، وذلك بتفاعله مع مستقبلاته في منطقة زناد المستقبلات الكيميائية chemoreceptor trigger zone. وأشهرها هو الميتوكلوبراميد وهو مناهض لمستقبلات D2.
الاستخدامات الطبية
- الدوبامين: يعطى الدوبامين حقناً كمقوي لعضلة القلب في حال الصدمة القلبية. وآلية عمله هنا تعتمد على تنبيهه لمستقبلات بيتا القلبية.
- الدوبوتامين: مشتق للدوبامين، وهو منشط قلبي أيضاً يعمل على مستقبلات بيتا 1 القلبية.
- براميبكسول: منبه لمستقبلات الدوبامين يستخدم في معالجة داء باركنسون.
- روبيرينول: منبه لمستقبلات الدوبامين يستخدم في معالجة داء باركنسون.
- روتيغوتين: منبه لمستقبلات الدوبامين يستخدم في معالجة داء باركنسون.
- ليفودوبا: وهو طليعة للدوبامين، يستخدم في معالجة داء باركنسون؛ يعطى غالباً مع مثبط لأنزيم نازع كاربوكسيل الدوبا dopa-decarboxylase (كاربيدوبا) وذلك لزيادة وصوله للدماغ.
- كاربيدوبا: مثبط لأنزيم نازع كاربوكسيل الدوبا dopa-decarboxylase يستخدم مع دواء الليفودوبا لزيادة وصوله للدماغ وتنبيه مستقبلات الدوبامين.
- أدوية الفصام: تقوم هذه الأدوية بتثبيط مستقبلات الدوبامين، وتعمل أساساً على مستقبلات D2. مثل الكلوزابين والأريبيبرازول والأولانزابين
- وتؤثر الأدوية المضادة للاكتئاب أيضاً على مستويات الدوبامين، إلا أن تأثيرها يشمل أيضاً السيروتونين والنورأدرينالين.