Chuyển hóa của catecholamin

Catecholamin được sinh tổng hợp từ tyrosin dưới tác dụng của một số enzym trong  tế bào ưa crôm ở tuỷ thượng thận, các nơron hậu hạch giao cảm và một số nơron của thần kinh trung ương.

Tyrosin được vận chuyển vào đầu tận cùng dây giao cảm nhờ c hất vận chuyển phụ thuộc Na+ (A). Tyrosin được chuyển hóa thành dopamin (DA) rồi được chất vận chuyển (B) đưa vào các túi dự trữ (các hạt). Chất vận chuyển này cũng vận chuyển cả noradrenalin (NA) và vài amin khác. Trong túi dự trữ, DA được chuyển hóa thàn h NA. Điện thế hoạt động làm mở kênh calci, Ca 2+ vào tế bào, giải phóng NA từ túi dự trữ.

Sau khi được tổng hợp, một phần catecholamin sẽ kết hợp với ATP hoặc với một dạng protein hòa tan là chromogranin để trở thành dạng không có hoạt tính, không bị các e nzym phá huỷ, lưu lại trong các “kho dự trữ” là những hạt đặc biệt nằm ở bào tương (khoảng 60%), còn một phần khác (khoảng 40%) vẫn ở dạng tự do trong bào tương, dễ di động, nằm ở ngoài hạt. Giữa hai dạng này luôn có sự thăng bằng động, khi dạng tự do giảm đi thì lại được bổ sung ngay từ các kho dự trữ. Lượng noradrenalin trong bào tương điều chỉnh hoạt tính của tyrosin hydroxylase theo cơ chế điều hòa ngược chiều: khi noradrenalin tăng thì hoạt tính của enzym giảm, và ngược lại. Mặt khác, các chất cường receptor α2 làm giảm giải phóng noradrenalin ra khe xinap và do đó trữ lượng của noradrenalin trong bào tương sẽ tăng lên.

Theo giả thiết của Burn và Rand (1959- 1962) dưới ảnh hưởng của xung tác thần kinh, ngọn dây giao cảm lúc đầu tiết ra acetylcholin, là m thay đổi tính thấm của màng tế bào, do đó Ca ++ từ ngoài tế bào thâm nhập được vào trong tế bào, đóng vai trò như một enzym làm vỡ liên kết ATP - catecholamin, giải phóng catecholamin ra dạng tự do.

Sau khi được giải phóng, một phần noradrenalin sẽ tác độn g lên các receptor (sau và trước xinap), một phần chuyển vào máu tuần hoàn để tác dụng ở xa hơn rồi bị giáng hóa, còn phần lớn (trên 80%) sẽ được thu hồi lại, phần nhỏ khác bị mất hoạt tính ngay trong bào tương.

Catecholamin bị mất hoạt tính bởi quá trình oxy hóa khử amin do hai enzym MAO (mono - amin  - oxydase) và COMT (catechol- oxy- transferase) để cuối cùng thành acid 3 - methoxy- 4 hydroxy mandelic (hay vanyl mandelic acid - VMA) thải trừ qua nước tiểu.

MAO có nhiều trong ti thể (mitochondria), vì vậy nó đóng vai trò giáng hóa catecholamin ở trong tế bào hơn là ở tuần hoàn. Phong toả MAO thì làm tăng catecholamin trong mô nhưng không ảnh hưởng đến tác dụng của catecholamin ngoại lai.

COMT là enzym giáng hóa catecholamin ở ngoài tế bào, có ở màng xinap và ở nhiều nơi nhưng đậm độ cao hơn cả là ở gan và thận. Phong toả COMT thì kéo dài được thời gian tác dụng của catecholamin ngoại lai.

Receptor: Adrenalin và noradrenalin sau khi được giải phóng ra sẽ tác dụng lên các receptor của hệ adrenergic. Ahlquist (1948) chia các receptor đó thành hai loại α và β do chúng có tác dụng khác nhau trên các cơ quan.

Ta thấy rằng tác dụng cường α có tính chất kích thích, làm co thắt các cơ trơn, chỉ có cơ trơn thành ruột là giãn. Ngược lại, tác dụng cường β có tính chất ức chế, làm giãn cơ, trừ cơ tim lại làm đập nhanh và đập mạnh.

Land, Arnold và Mc Auliff (1966) còn chia các receptor β thành hai nhóm β1 (tác dụng trên tim và chuyển hóa mỡ) và nhóm β2 (làm giãn mạch, giãn khí đạo và chuyển hóa đường). β2 trước xinap kích thích làm tăng giải phóng NA, có vai trò điều hòa ngược với α2.

Theo đề xuất của Langer (1974), các receptor  được chia thành hai loại: loại α1 là receptor sau xinap, làm co mạch tăng huyết áp, loại α2 là receptor trước xinap, có tác dụng điều hòa, khi kích thích sẽ làm giảm giải phóng noradrenalin ra khe xinap, đồng thời làm giảm tiết renin, gây hạ huyết áp. Các receptor α2 có nhiều ở hệ giao cảm trung ương. Hiện cũng thấy có receptor α2 ở sau xinap của mạch máu và tế bào cơ trơn (làm co), mô mỡ và các tế bào biểu mô xuất tiết (ruột, thận, tuyến nội tiết).

Dopamin chủ yếu tác dụng ở thần kinh trung ương, ở thận và các tạng, trên các receptor đặc hiệu đối với nó gọi là các receptor dopaminergic (receptor delta - δ).

Mọi receptor β đều kích thích adenylcyclase thông qua protein G S và làm tăng AMPv, ngoài racòn làm  kênh calci cảm ứng với điện thế của cơ vân và cơ tim.

Receptor α2, trái lại, ức chế adenylcyclase thông qua protein Gi,đồng thời hoạt hóa kênh kali,ức chế kênh calci.

Receptor α1 kích thích làm tăng calci nội bào thông qua 2 chất trung gian Diacylglycerol (DAG) và Inositol triphosphat (IP3).