Катехоламины - что это такое? Определение уровня катехоламинов в крови и моче. Катехоламины

Фенилэтиламины или катехоламины - что это такое? Это активные вещества, которые выступают в качестве посредников в межклеточных химических взаимодействиях в организме человека. К ним относятся: норадреналин (норэпинефрин), которые представляют собой гормональные вещества, а также дофамин, являющийся нейромедиатором.

Общая информация

Катехоламины - что это такое? Это несколько гормонов, которые производятся в надпочечниках, его мозговым веществом и поступают в кровяное русло в качестве ответной реакции на эмоциональную либо физическую стрессовую ситуацию. Далее, эти активные вещества принимают участие в передаче нервных импульсов в мозг, провоцируют:

высвобождение источников энергии, которыми выступают жирные кислоты и глюкоза;
расширение зрачков и бронхиол.

Непосредственно норадреналин повышает артериальное давление, сужая кровяные сосуды. Адреналин выступает стимулятором обмена веществ и учащает сердцебиение. После того, как гормональные вещества выполнят свою работу, они распадаются и вместе с уриной выводятся из организма. Таким образом, функции катехоламинов заключаются в том, что они провоцируют эндокринные железы на активную работу, а также способствуют стимуляции гипофиза и гипоталамуса. В норме количество катехоламинов и их метаболитов содержится в не больших количествах. Однако, при стрессах их концентрация на некоторое время возрастает. При некоторых патологических состояниях (опухоли хромаффинные, нейроэндокринные) образуется огромное количество этих активных веществ. Анализы позволяют обнаружить их в крови и моче. В этом случае появляются следующие симптомы:

повышение артериального давления на короткий или длительный период;
очень сильные головные боли;
дрожь в теле;
усиленное потоотделение;
длительное беспокойство;
тошнота;
небольшое покалывание в конечностях.

Эффективным методом лечения опухолей считается оперативное вмешательство, направленное на ее удаление. В результате снижается уровень катехоламинов, а симптомы уменьшаются или исчезают.

Механизм действия

Эффект заключается в активировании мембранных рецепторов, расположенных в клеточной ткани органов-мишеней. Далее, белковые молекулы, изменяясь, запускают внутриклеточные реакции, благодаря которым формируется физиологический ответ. Гормональные вещества, вырабатываемые надпочечниками и щитовидной железой, увеличивают чувствительность рецепторов к норадреналину и адреналину.

Эти гормональные вещества влияют на следующие виды деятельности головного мозга:

агрессивность;
настроение;
эмоциональную устойчивость;
воспроизведение и усвоение информации;
быстроту мышления;
участвуют в формировании поведения.

Кроме того, катехоламины дают энергию организму. Высокая концентрация этого комплекса гормонов у детей приводит к их подвижности, жизнерадостности. По мере взросления производство катехоламинов уменьшается, и ребенок становится более сдержанным, интенсивность умственной активности несколько снижается, возможно, ухудшение настроения. Стимулируя гипоталамус и гипофиз, катехоламины способствуют увеличению активности эндокринных желез. Интенсивные физические или умственные нагрузки, при которых учащается сердцебиение и повышается температура тела, приводят к увеличению катехоламинов в кровяном потоке. Комплекс этих активных веществ действует стремительно.

Виды катехоламинов

Катехоламины - что это такое? Это биологически активные вещества, которые благодаря своему моментальному реагированию позволяют организму индивида сработать на опережение.

Норадреналин. Это вещество имеет другое название - гормон агрессии или ярости, так как попадая в кровяное русло, провоцирует раздражительность и увеличение мышечной массы тела. Количество этого вещества напрямую связано с большими физическими перегрузками, стрессовыми ситуациями либо аллергическими реакциями. Избыток норадреналина, оказывая сужающее действие на сосуды, оказывает непосредственное влияние на скорость циркуляции и объем крови. Лица человека приобретает красный оттенок.
Адреналин. Второе название - гормон страха. Концентрация его повышается при чрезмерных переживаниях, нагрузках как физических, так и умственных, а также при сильном испуге. Образуется это гормональное вещество из норадреналина и дофамина. Адреналин, сужая кровеносные сосуды, провоцирует повышение давления и оказывает влияние на быстрый распад углеводов, кислорода и жиров. Лицо индивида приобретает бледный вид, выносливость при сильном волнении или испуге увеличивается.
Дофамин. Гормоном счастья называют это активное вещество, которое участвует в производстве норадреналина и адреналина. Оказывает на организм сосудосуживающее действие, провоцирует повышение концентрации глюкозы в крови, подавляя ее утилизацию. Тормозит производство пролактина, и оказывает влияние на синтез гормона роста. Дофамин оказывает влияние на половое влечение, сон, мыслительные процессы, на радость, и удовольствие от приема пищи. Увеличение вывода дофамина из организма вместе с уриной обнаруживают при наличии опухолей гормональной природы. В тканях головного мозга уровень этого вещества повышается при нехватке пиридоксина гидрохлорида.

Биологическое действие катехоламинов

Адреналин существенно влияет на сердечную деятельность: усиливает проводимость, возбудимость и сократимость мышцы миокарда. Под воздействием этого вещества повышается артериальное давление, а также увеличивается:

сила и частота сердечных сокращений;
минутный и систолический объем крови.

Избыточная концентрация адреналина может спровоцировать:

аритмию;
в редких случаях мерцание желудочков;
нарушение процессов окисления в мышце сердца;
изменения обменных процессов в миокарде, вплоть до дистрофических изменений.

В отличие от адреналина, норадреналин не оказывает существенного влияния на сердечную деятельность и вызывает урежение сердечных сокращений.

Оба гормональных вещества:

Оказывают на кожу, легкие и селезенку сосудосуживающие действие. У адреналина этот процесс более выражен.
Расширяют венечные артерии желудка и сердца, при этом действие норадреналина на коронарные артерии сильнее.
Играют роль в обменных процессах организма. Адреналин преобладает по воздействию.
Способствуют снижению тонуса мускулатуры желчного пузыря, матки, бронхов, кишечника. Менее активен в этом случае норадреналин.
Вызывают снижение эозинофилов и увеличение нейтрофилов в крови.

В каких случаях назначают исследование мочи?

Анализ на катехоламины в моче дает возможность выявить нарушения, которые вследствие патологических процессов приводят к нарушению нормального функционирования организма. Причинами сбоев могут быть различные серьезные заболевания. Назначают этот вид лабораторного исследования в следующих случаях:

Для контроля терапии при лечении хромаффинной опухоли.
При нейроэндокринном или выявленном новообразовании надпочечников, или генетической предрасположенности к опухолевому образованию.
При гипертонической болезни, которая не поддается лечению.
Наличие гипертензии с постоянной головной болью, учащенным сердцебиением и повышенным потоотделением.
Подозрение на хромаффинное новообразование.

Подготовка к исследованию мочи

Определение катехоламинов помогает подтвердить наличие патологических процессов в организме человека, например, повышенное кровяное давление и онкологию, а также убедиться в эффективности лечения феохромоцитомы и нейробластомы. Для точных итогов анализа следует пройти подготовку, которая заключается в следующем:

За две недели до процедуры не принимать лекарственных средств, влияющих на усиленное выделение норадреналина из окончаний адренергических нервов, по согласованию с лечащим доктором.
За двое суток не пить препараты, обладающие мочегонным действием. Исключить чайные, кофейные, спиртосодержащие напитки, какао, пиво, а также сыр, авокадо и другие экзотические овощи и фрукты, все бобовые культуры, орехи, шоколад, все продукты, в которых содержится ванилин.
За сутки и в период сбора суточной урины избегать любого перенапряжения, исключить курение.

Непосредственно перед сбором урины для анализа на катехоламины провести гигиену половых органов. Биологический материал собирают три раза в сутки. Первую утреннюю порцию не берут. Через три часа после этого осуществляют забор урины, второй раз - через шесть и далее, через 12 часов. До отправки в лабораторию собранный биоматериал хранят в стерильной емкости, помещенной в специальный ящик или холодильник, при определенной температуре. На контейнере для сбора урины указывают время первого и последнего опорожнения мочевого пузыря, личные данные больного, дату рождения.

на катехоламины

В лаборатории биоматериал исследуют на несколько показателей, которые зависят от возраста и пола индивида. Единица измерения гормонов - мкг/сутки, по каждому виду имеются свои нормы:

Адреналин. Допустимые значения для граждан старше 15 лет составляют 0-20 единиц.
Норадреналин. Норма для возрастной категории от 10 лет - 15-80.
Дофамин. Показатель соответствует нормальным значениям 65-400 в возрасте от 4 лет.

На итоги исследования катехоламинов в моче оказывают влияние различные факторы. А так как патология в виде хромаффинной опухоли встречается достаточно редко, то часто показатели ложноположительные. С целью достоверной диагностики болезни назначают дополнительные виды обследований. В случае обнаружения повышенного содержания катехоламинов у больных с уже установленным диагнозом, данный факт свидетельствует о рецидиве заболевания и неэффективности проводимой терапии. Следует помнить, что прием некоторых групп лекарственных препаратов, стрессы, прием алкоголя, кофе и чая влияет на конечный результат исследований. Патологии, при которых выявляется повышенная концентрация катехоламинов:

болезни печени;
гипертиреоз;
инфаркт миокарда;
стенокардия;
бронхиальная астма;
язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки либо желудка;
травма головы;
длительная депрессия;
артериальная гипертония.

Низкий уровень гормональных веществ в урине свидетельствует о заболеваниях:

почек;
лейкозов;
различных психозов;
недоразвития надпочечников.

Подготовка к анализу крови на катехоламины

За 14 дней до сдачи проб необходимо исключить лекарственные препараты, содержащие симпатомиметики (по согласованию с лечащим доктором). За двое суток исключить из рациона: пиво, кофе, чай, сыр, бананы. За день отказаться от курения. За 12 часов воздержаться от приема еды.

Кровь берут через катетер, который устанавливают за сутки до забора проб биоматериала ввиду того, что прокол вены также способствует увеличению в крови концентрации катехоламинов.

Панель «Катехоламины крови» и серотонин + анализ мочи на ГВК, ВМК, 5-ОИУК

Используя такую панель, определяют содержание катехоламинов: серотонина, дофамина, норадреналина, адреналина и их метаболитов. Показания к назначению данного исследования следующие:

определение причин гипертонических кризов и артериальной гипертензии;
с целью диагностирования новообразований нервной ткани и надпочечников.

Больше информации можно получить при назначении анализа суточной урины для определения уровня катехоламинов в связи с тем, что на их синтез в этот промежуток оказывают влияние:

боль;
холод;
стресс;
травмы;
жара;
физическое перенапряжение;
асфиксия;
любые виды нагрузок;
кровотечения;
употребление средств наркотической природы;
понижение уровня глюкозы в крови.

При диагностированной артериальной гипертензии концентрация катехоламинов в крови приближается к наивысшей планке нормальных показателей, а в некоторых случаях увеличивается примерно в два раза. В стрессовой ситуации адреналин в плазме крови возрастает в десять раз. В связи с тем, что катехоламины в крови довольно быстро нейтрализуются, для диагностики патологических состояний их уместно выявлять в урине. Практикующие доктора назначают анализы на концентрацию норадреналина и адреналина в основном для диагностирования гипертензий и феохромоцитомы. У маленьких детей, с целью подтверждения нейробластомы, важно определение метаболитов норадреналина и адреналина, а также дофамина.

С целью получения достоверной информации о катехоламинах в анализе урины определяют и наличие продуктов их распада: ГВК (гомованилиновой кислоты), ВМК (ванилилминдальной кислоты), норметанефрина, метанефрина. Выведение продуктов обмена в норме превышает выведение комплекса гормональных веществ. Концентрация метанефрина и ВМК в урине сильно завышена при феофромоцитоме, что важно для постановки диагноза.

Является продуктом распада адреналина и норадреналина, обнаруживают ее в суточном анализе на катехоламины. Показаниями к назначению анализа являются нейробластомы, опухоли и оценка работы надпочечников, гипертоническая болезнь и кризы. Исследование данного метаболита позволяет сделать вывод о синтезе адреналина и норадреналина, а также оказывает помощь в диагностике новообразований и оценке мозгового вещества надпочечников.

Серотонин

В онкологической практике для выявления аргентаффином, особого вида опухолей, имеет значение такой показатель в крови, как катехоламин серотонин. Он считается одним из и является высокоактивным биогенным амином. Вещество оказывает сосудосуживающее действие, принимает участие в регулировании температуры, дыхания, давления, фильтрации почек, стимулирует гладкую мускулатуру кишечника, сосудов, бронхиол. Серотонин способен вызвать агрегацию тромбоцитов. Содержание его в организме выявляется с помощью метаболита 5-ОИУК (гидроксииндолуксусная кислота) урины. Содержание серотонина повышено в случаях:

карциноидной опухоли полости живота с метастазами;
гипертонических кризов при диагнозе феохромоцитома;
нейроэндокринных опухолей простаты, яичников, кишечника, бронхов;
феохромоцитомы;
метастаз или неполного удаления новообразования после хирургического вмешательства.

В организме серотонин превращается в гидроксииндолуксусную кислоту и выходит вместе с мочой. Концентрацию этого вещества в крови определяют по количеству выведенного метаболита.

Катехоламины - что это такое? Это полезные вещества для любого индивида, необходимые для мгновенной ответной реакции организма на раздражитель: стресс или страх. Анализ крови показывает наличие гормонов непосредственно на момент взятия биоматериала, а исследование урины - только за предыдущие сутки.

Катехоламины – физиологически активные вещества, которые могут быть представлены и как медиаторы, и как гормоны. Они очень важны в управлении и молекулярном взаимодействии между клетками в организме человека и животных. Катехоламины производятся методом синтеза в надпочечниках, точнее, в их мозговом веществе.

Вся высшая деятельность человека, связанная с функционированием и деятельностью нервных клеток, осуществляется с помощью этих веществ, так как нейроны используют их в качестве посредников (нейромедиаторов), передающих нервный импульс. Не только физическая, но и умственная выносливость, зависят от обмена катехоламина в организме. Например, от качества обменных процессов этих веществ зависит не только скорость мышления, но и его качество.

От того, насколько активно синтезируется и используется катехоламин в организме, зависит настроение человека, скорость и качество запоминания, реакция агрессии, эмоции и общий энергетический тонус организма. Также катехоламины запускают процессы окисления и восстановления в организме (углеводов, белков и жиров), при которых освобождается энергия, необходимая для питания нервных клеток.

В достаточно больших количествах катехоламины содержаться у детей. Именно поэтому, они более подвижны, эмоционально насыщенны и обучаемы. Однако, с возрастом их количество значительно снижается, что связано с уменьшением синтеза катехоламинов как в центральной нервной системе, так и в периферической. С этим связано замедление мыслительных процессов, ухудшение памяти и понижение настроения.

Сейчас катехоламины включают в себя четыре вещества, три из которых приходятся нейромедиаторами мозга. Первое вещество является гормоном, но не медиатором и называется — серотонин. Содержится в тромбоцитах. Синтез и хранение этого вещества происходит в клеточных структурах желудочно-кишечного тракта. Именно оттуда он транспортируется в кровь и далее, под его контролем, происходит синтезирование биологически активных веществ.

Если его показатели в крови повышены в 5 – 10 раз, то это может свидетельствовать об образованиях опухолей лёгких, кишечника или желудка. При этом в анализе мочи, будут значительно повышены показатели продуктов распада серотонина. После хирургического вмешательства и устранения опухоли, эти показатели в плазме крови и моче, приходят в норму. Их дальнейшее исследование помогает исключить возможный рецидив или образование метастаз.

Менее возможные причины возрастания концентрации серотонина в крови и моче – острый инфаркт миокарда, рак щитовидной железы, острая кишечная непроходимость и др. Также возможно и снижение концентрации серотонина, что свидетельствует о синдроме Дауна, лейкозе, гиповитаминозе В6 и др.

Дофамин — второй гормон из группы катехоламинов. Нейромедиатор мозга, синтезирующийся в специальных нейронах мозга, которые несут ответственность за регуляцию его основных функций. Он стимулирует выброс крови из сердца, улучшает поток крови, расширяет сосуды и пр. С помощью дофамина повышается содержание глюкозы в крови человека, за счёт того, что он предотвращает её утилизацию, одновременно стимулируя процесс распада гликогена.

Немаловажной является регулятивная функция в образовании гормона роста человека. Если при анализе мочи наблюдается повышенное содержание дофамина, то это может указывать на наличие гормонально-активной опухоли в организме. Если же показатели понижены, то нарушается двигательная функция организма (синдром Паркинсона).

Не менее важным гормоном, является — норадреналин. В организме человека он является и нейромедиатором. Синтезируется клетками надпочечников, окончаниями синоптической нервной системы и клетками ЦНС из дофамина. Его количество в крови увеличивается в состоянии стресса, больших физ. нагрузок, при кровотечениях и пр. ситуациях, требующих немедленного реагирования и адаптации к новым условиям.

Он обладает сосудосуживающим эффектом и главным образом влияет на интенсивность (скорость, объём) потока крови. Очень часто этот гормон связывают с яростью, так как при его выбросе в кровь возникает реакция агрессии и повышается мышечная сила. Лицо агрессивно настроенного человека краснеет именно благодаря выбросу норадреналина.

Адреналин – очень важный нейромедиатор организма. Основной гормон, содержащийся в надпочечниках (их мозговом веществе) и синтезирующийся там же из норадреналина.

Связан с реакцией страха, так как при резком испуге его концентрация резко увеличивается. Вследствие этого, учащается частота сердечного ритма, увеличивается артериальное давление, увеличивается коронарный поток крови, повышается концентрация глюкозы.

Также вызывает сужение сосудов кожи, слизистых и органов брюшной полости. При этом лицо человека может заметно побледнеть. Адреналин повышает выносливость человека, находящегося в состоянии волнения или страха. Это вещество как важный допинг для организма и поэтому, чем больше его количество в надпочечниках, тем человек активнее физически и умственно.

Исследование уровня катехоламинов

В настоящее время, результат исследования на катехоламины, является важным показателем наличия опухолей или других серьёзных заболеваний организма. Для исследования концентрации катехоламинов в организме человека используют два основных метода:

Катехоламины в плазме крови. Данный метод исследования является наименее популярным, так как удаление этих гормонов из крови происходит мгновенно, и точное исследование возможно только при её заборе в момент острых осложнений (например, гипертонический криз). Вследствие чего, на практике осуществить такое исследование крайне сложно.
Анализ мочи на катехоламины. В анализе мочи, исследуют 2, 3 и 4 гормоны в нашем списке, представленном ранее. Как правило, исследуется суточная моча, а не разовая сдача, так как в течение одних суток человек может быть подвержен возникновению стрессовых ситуаций, усталости, жаре, холоду, физ. нагрузкам и т. д., что провоцирует выброс гормонов и способствует получению более подробной информации.В исследование входит не только определение уровня катехоламинов, но и их метаболитов, что значительно повышает точность результатов. Следует серьёзно относиться к данному исследованию и исключить все факторы, искажающие результаты (кофеин, адреналин, физические нагрузки и стресс, этанол, никотин, различные лекарственные препараты, шоколад, бананы, молочные продукты).

На данные результатов исследования способны влиять многие внешние факторы. Поэтому в комплексе с анализами важное место занимают физическое и эмоциональное состояние больного, какие лекарственные средства он принимает и что употребляет в пищу. При устранении нежелательных факторов исследование повторяют, с целью точности диагноза.

Хоть и анализы на концентрацию катехоламинов в организме человека могут помочь в обнаружении опухоли, но показать точное место возникновения и её характер (доброкачественная или злокачественная) они, к сожалению, неспособны. Также они не показывают количество образовавшихся опухолей.

Катехоламины – незаменимые вещества для нашего организма. Благодаря их наличию, мы можем справляться со стрессами, физическими перегрузками, повышать свою физическую, умственную и эмоциональную активность. Их показатели всегда предупредят нас об опасных опухолях или заболеваниях. В ответ необходимо лишь уделять им достаточно внимания и своевременно и ответственно исследовать их концентрацию в организме.

Гормоны надпочечников адреналин и норадреналин под общим названием катехоламины представляют собой производные аминокислоты тирозина.

Роль адреналина является гормональной, норадреналин преимущественно является нейромедиатором.

Синтез

Осуществляется в клетках мозгового слоя надпочечников (80% всего адреналина), синтез норадреналина (80%) происходит также в нервных синапсах.

Реакции синтеза катехоламинов

Регуляция синтеза и секреции

Активируют : стимуляция чревного нерва, стресс.

Уменьшают : гормоны щитовидной железы.

Механизм действия

Механизм действия гормонов разный в зависимости от рецептора. Степень активности рецептора может изменяться в зависимости от концентрации соответствующего лиганда.

Например, в жировой ткани при низких концентрациях адреналина более активны α 2 -адренорецепторы, при повышенных концентрациях (стресс) – стимулируются β 1 -, β 2 -, β 3 -адренорецепторы.

Адренорецепторы расположены на пре- и постсинаптических мембранах, на клеточной мембране вне синапса. Их типы неравномерно распределены по разным органам. При этом орган может иметь либо рецепторы только одного типа, либо нескольких типов.
Конечный адренергический эффект зависит

от преобладания типа рецепторов в органе/ткани,
от преобладания типа рецепторов на конкретной клетке,
от концентрации гормона в крови,
от состояния симпатической нервной системы.

Кальций-фосфолипидный механизм

при возбуждении α 1 -адренорецепторов .

Аденилатциклазный механизм

при задействовании α 2 -адренорецепторов аденилатциклаза ингибируется,
при задействовании β 1 - и β 2 -адренорецепторов аденилатциклаза активируется.

Мишени и эффекты

α1-Адренорецепторы

При возбуждении α1-адренорецепторов происходит:

1. Активация гликогенолиза и глюконеогенеза в печени.
2. Сокращение гладких мышц

мочеточников и сфинтера мочевого пузыря,
предстательной железы и беременной матки,
радиальной мышцы радужной оболочки,
поднимающих волос,
капсулы селезенки.

3. Расслабление гладких мышц ЖКТ и сокращение его сфинктеров,

α2-Адренорецепторы

При возбуждении α2-адренорецепторов происходит:

снижение липолиза в результате уменьшения стимуляции ТАГ-липазы,
подавление секреции инсулина и секреции ренина ,
спазм кровеносных сосудов в разных областях тела,
расслабление гладких мышц кишечника,
стимуляция агрегации тромбоцитов.

β 1-Адренорецепторы

Возбуждение β1-адренорецепторов (есть во всех тканях) проявляется в основном:

активация липолиза ,
расслабление гладких мышц трахеи и бронхов,
расслабление гладких мышц ЖКТ,
увеличение силы и частоты сокращений миокарда (ино - и хронотропный эффект).

β 2-Адренорецепторы

Возбуждение β2-адренорецепторов (есть во всех тканях) проявляется главным образом:

1. Стимуляция

гликогенолиза и глюконеогенеза в печени,
гликогенолиза в скелетных мышцах,

2. Усиление секреции

инсулина,
тиреоидных гормонов.

3. Расслабление гладких мышц

трахеи и бронхов,
желудочно-кишечного тракта,
беременной и небеременной матки,
кровеносных сосудов в разных областях тела,
мочеполовой системы,
капсулы селезенки,

4. Усиление сократительной активности скелетных мышц (тремор ),

5. Подавление выхода гистамина из тучных клеток.

В целом катехоламины отвечают за биохимические реакции адаптации к острому стрессу , эволюционно связанному с мышечной активностью – "борьба или бегство" :

усиление продукции жирных кислот в жировой ткани для работы мышц,
мобилизация глюкозы из печени для повышения устойчивости ЦНС,
поддержание энергетических потребностей работающих мышц за счет поступающей глюкозы и жирных кислот,
снижение анаболических процессов через уменьшение секреции инсулина.

Адаптация также прослеживается в физиологических реакциях:

мозг – усиление кровотока и стимуляция обмена глюкозы,

мышцы – усиление сократимости,

сердечно-сосудистая система – увеличение силы и частоты сокращений миокарда, увеличение артериального давления,

легкие – расширение бронхов, улучшение вентиляции и потребления кислорода,

кожа – снижение кровотока,

ЖКТ и почки – снижение деятельности органов, не помогающих задаче срочного выживания.

Патология

Гиперфункция

Опухоль мозгового вещества надпочечников феохромоцитома . Ее диагностируют только после проявления гипертензии и лечат удалением опухоли.

В 1856 г. Вульпиан впервые указал на свойство надпочечника вырабатывать химические продукты. Он обнаружил, что при обработке хлористым железом мозговая часть надпочечника приобретает зеленую окраску.

В 1895 г. Оливер и Шайер, а также Н. О. Цыбульским и Л. Шимоновичем было установлено, что надпочечник секретирует биологически активные продукты, играющие важную роль в деятельности организма.

В 1901 г. первым из гормонов был получен эпинефрин, или адреналин, в кристаллическом виде. В надпочечниках было обнаружено и другое активное вещество, отличавшееся от адреналина лишь отсутствием одной метильной группы, что и определило его название "норадреналин". В связи с особенностями структуры эти вещества получили название катехоламинов, или пирокатехиновых аминов. Биосинтез катехоламинов, образующихся, из фенилаланина и тирозина, в мозговом слое надпочечников доходит до стадии адреналина, а в симпатических нервных образованиях до стадии норадреналина.

В надпочечниках взрослого человека содержится (в расчете на 1 г ткани) примерно 500 мкг адреналина и 100 мкг норадреналина. В надпочечниках плодов и новорожденных преобладает норадреналин, а указанное количественное соотношение между адреналином и норадреналином появляется лишь ко 2-3-му году жизни.

Вопрос о нервной регуляции секреторной деятельности мозгового слоя надпочечников давно привлекал внимание ученых. М. Н. Чебоксаров считал, что большой чревный нерв является непосредственно секреторным нервом надпочечников.

В настоящее время установлено, что иннервация надпочечников осуществляется из сплетений, которые расположены между узлами солнечного сплетения и медиальными краями надпочечников и образованы ветвями солнечного, аортального, почечных, семенных диафрагмальных сплетений, а также большого и малого чревных и блуждающего нервов. Надпочечники имеют двусторонние нервные связи со спинальными сегментами. Иногда к надпочечникам идут ветви, отходящие непосредственно от блуждающих и диафрагмальных нервов.

В капсуле надпочечника нервные волокна образуют густые сплетения, от которых часть волокон проникает в клубочковую зону коры, а часть направляется в мозговое вещество. Как указывает Г. Б. Агарков, мозговое вещество иннервируется волокнами нервных пучков, идущих от капсулы, из сплетения коры и нервных образований по ходу центральной вены надпочечника.

Работами Б. И. Лаврентьева, В. И. Ильиной, А. А. Богомольца с соавторами доказано, что надпочечник обладает мощным рецепторным аппаратом. Таким образом, и морфологически, и функционально была установлена тесная двусторонняя связь надпочечника с нервной системой, что способствовало утверждению в эндокринологии нейроэндокринного направления.

Параганглии, являясь главными хромаффинными образованиями у плодов и детей, иннервируются ветвями аортальных, надпочечниковых, почечных, внутренних семенных и подчревных нервных сплетений. Когда же происходит обратное развитие параганглиев, дегенерируют и их нервные образования.

В настоящее время схема регуляции деятельности мозгового слоя надпочечников представляется следующим образом. Начальным звеном рефлекторной дуги, ведущей к возбуждению клеток мозгового вещества надпочечников, являются различные нервные окончания. Раздражение различных нервов может приводить к качественно отличной секреции.

К центральным звеньям рефлекторной дуги относятся дно IV желудочка, гипоталамус, ретикулярная формация н ряд отделов коры головного мозга. Раздражение отдельных участков гипоталамуса и коры головного мозга может приводить к изменениям секреции избирательно адреналина или норадреналина. В эффекторное звено рефлекторной цепи входит и большой чревный нерв.

Секреция катехоламинов надпочечниками, очевидно, происходит постоянно, но объем ее зависит от разнообразных раздражителей, на которые надпочечник очень чутко реагирует. Этим, по-видимому, и объясняются те значительные расхождения в величинах секреции мозгового слоя надпочечников, которые приводили в своих работах многочисленные исследователи.

Малмеджак пришел к выводу, что физиологическая секреция надпочечников не является стабильной величиной, а зависит от различных причин, условий опыта. Пределы этих изменений для адреналина 0,1-0,2 мкг на 1 кг веса в минуту, для норадреналина 0,0059-0,017 мкг па 1 кг веса в минуту; величина 0,1 мкг адреналина на I кг веса в минуту, вызывающая угнетение секреции надпочечников, является порогом. В абсолютном покое секреция должна быть ниже этого порога.

Понятие "секреция покоя" является довольно абстрактным, поскольку абсолютного покоя (физического и психического) добиться чрезвычайно трудно, тем более в условиях эксперимента, при котором из надпочечниковой вены забирают кровь для исследования. Строго говоря, изъятие из русла крови само по себе является раздражителем, так как меняет и объем крови в организме и концентрацию катехоламинов в кровотоке. Следовательно, секреция покоя - это минимальный уровень секреции, наблюдающийся при выключении максимального количества раздражителей, возбуждающих секреторную деятельность исследуемого эндокринного органа.

Наряду с нервными влияниями на секрецию катехоламинов надпочечниками оказывают действие и другие гуморальные продукты. Так, секреция катехоламинов усиливается при внутриартериальном введении ацетилхолина и хлористого калия. АКТГ в малой дозе потенцирует этот эффект, большие дозы АКТГ непосредственно стимулируют секрецию катехоламинов.

Будучи секретирована, молекула катехоламинов тотчас же захватывается либо белками плазмы, в основном альбуминами, либо белками клеток крови, в частности тромбоцитов.

Имеются наблюдения, что клетки крови содержат больше адреналина и меньше норадреналина, чем плазма. По данным автора, у мужчин плазма содержит норадреналина и адреналина почти в 5 раз больше, чем у женщин, тогда как в кровяных клетках у мужчин по сравнению с женщинами определяется больше адреналина, чем норадреналина. Другие авторы не находили столь четких различий в содержании катехоламинов в крови у мужчин и женщин.

Поступившие в кровь катехоламины интенсивно поглощаются прежде всего сердцем, селезенкой, надпочечниками, гипофизом, причем интенсивность захвата норадреналина выше, чем адреналина. Связывание циркулирующих катехоламинов тканью зависит от симпатических нервных окончаний. Денервированная ткань поглощает катехоламины менее интенсивно, чем здоровая. Отмечены конкурентные отношения между обоими аминами, например при введении адреналина повышается содержание этого амина в ткани и одновременно снижается содержание в ней норадреналина.

В органах катехоламины вступают в соединение с различными белками, образуя разные комплексные соединения. А. М. Утевский указывал, что образование комплексов имеет большое значение в стабилизации и временной инактивации гормона.

К числу наиболее вероятных путей ферментативных изменений структуры катехоламинов относятся хиноидное окисление, окислительное дезаминирование, метилирование.

Хиноидное окисление происходит, очевидно, за счет катехолоксидазы, цитохромоксидазы, в результате чего образуются вещества индоловой структуры типа адренолютина и аденохрома.

В моче здорового человека продукты хиноидного окисления почти не обнаруживаются.

Некоторые исследователи считают, что для первоначальной инактивации катехоламинов в одних органах (мозг, сердце) наибольшее значение имеет моноаминоксидаза, а в других органах (печень, почки) первоначальная инактивация осуществляется преимущественно катехол-О-метил-трансферазой.

Количественное взаимоотношение этих путей инактивации катехоламинов, по-видимому, являющихся основными, может варьировать в различных условиях, В моче больных феохромоцитомой обнаружено наряду с метанефрином и норметанефрином значительное количество N-метилметанефрина.

Секерис и Херрлих нашли в моче больных феохромоцитомой еще один вид продуктов обмена катехоламинов - N-ацетилпроизводные дофамина и норадреналина.

В последнее время появились указания на то, что конечным продуктом обмена катехоламинов является ванилиновая кислота.

Физиологическое действие катехоламинов . Основное действие катехоламины оказывают на обмен углеводов и жиров, на дыхание, на сосудистый тонус и деятельность сердца, на нервную систему и эндокринные железы.

Действие на обмен веществ . Введение адреналина быстро вызывает гипергликемию и глюкозурию, уменьшает запасы гликогена в печени и других тканях, влияет на распределение глюкозы в тканях.

При введении адреналина восстанавливается деятельность утомленной мышцы, увеличивается поглощение кислорода мышечной и другими тканями организма. Уже небольшие дозы адреналина повышают окислительное расщепление веществ, усиливают теплопродукцию и повышают температуру тела. Большие дозы адреналина быстро и значительно повышают обмен за счет распада жиров.

Адреналин и норадреналин увеличивают содержание неэстерифицированных жирных кислот в плазме за счет распада жиров и высвобождения этих кислот из депо. В мобилизации жирных кислот значительное участие принимает сывороточный альбумин.

Усилению окислительных процессов способствует также то, что катехоламины вызывают расслабление гладких мышц бронхов, повышение дыхательного объема и частоты дыхания.

Избыток адреналина нарушает деятельность окислительных ферментов, утилизация кислорода тканью значительно отстает от уровня его поглощения. Этот эффект приводит, в частности, к существенному нарушению обмена в миокарде, сопровождаемому изменениями электрокардиограммы, сходными с теми, которые наблюдаются при ишемии миокарда.

Норадреналин в гораздо меньшей степени, чем адреналин, влияет на обменные процессы. Свойство катехоламина в большой концентрации влиять на обмен веществ в миокарде, нарушая его нормальное течение, может быть в некоторых условиях причиной развития так называемых некоронарогенных некрозов миокарда.

Катехоламины угнетают перистальтику и понижают тонус кишечника и желудка, вызывают сокращение сфинктеров и некоторое торможение секреции желудка, и кишечника.

Действие на сердечно-сосудистую систему . Адреналин усиливает сократимость и повышает возбудимость сердца, иногда вызывает мерцание желудочков. Он способен возбуждать идиовентрикулярный синусовый узел при полном сердечном блоке. При замедлении проводимости под влиянием возбуждения блуждающего нерва адреналин сокращает время проведения импульса из предсердия в желудочек. Норадреналин обладает этим действием в гораздо меньшей степени.

Еулер считает, что гомеостатическую циркуляторную роль выполняет норадреналин, выделяемый в симпатических нервных окончаниях. Норадреналин, выделяемый надпочечником, в этом отношении имеет значение лишь при циркуляторном стрессе. Еулер рассматривает адреналин как "аварийный гормон", влияющий на кровообращение лишь в особых условиях.

Действие на нервную систему и эндокринные железы . А. Ю. Изергина установила, что адреналин в малых дозах увеличивает подвижность раздражительного процесса, в средних - повышает возбудимость коры головного мозга, увеличивает подвижность возбудительного процесса, вызывая выраженное преобладание его над тормозным, в больших дозах обусловливает развитие запредельного торможения. Избыток адреналина понижает возбудимость симпатического пограничного ствола, продолговатого мозга, гипоталамической области. В экспериментах прямое нанесение адреналина на кору больших полушарий оказывает возбуждающее действие. Однако в организме прямому действию катехоламинов на мозг мешает гематоэнцефалический барьер. Центральное действие катехоламинов обычно рассматривается как результат воздействия через гипоталамическую область, где локализуются симпатические центры и имеется высокая концентрация норадреналина, или как проявление воздействия через периферические рецепторы по нервным афферентным путям.

Делл считает, что адреналину принадлежит важная роль в поддержании активности ретикулярной формации головного мозга. Установлено, что восходящая активирующая ретикулярная система мезэнцефального уровня, гипоталамуса и зрительных бугров обладает химическим сродством к катехоламинам. Это означает, что адреналин возбуждает через ретикулярную формацию кору больших полушарий головного мозга. Особенно чувствителен к адреналину ростральный отдел ретикулярной формации.

Адреналин имеет отношение к выработке медиаторов симпатического отдела нервной системы. Экстирпация мозгового вещества надпочечников влечет за собой появление быстрой "истощаемости" симпатической иннервации при длительном повторном раздражении. Введение адреналина снимает ослабление функции адренергического нерва.

Марраззи обнаружил, что адреналин подавляет в больших дозах передачу возбуждения с преганглионарного на постганглионарное волокно в симпатических ганглиях. Это наблюдение помогает понять механизм ортостатической гипотонии, отмечаемой иногда у больных феохромоцитомой. Очевидно, избыток катехоламинов при этом вызывает ганглиоблокирующее действие, которое и проявляется в резком падении артериального давления при перемене положения тела больного.

В. С. Шевелева показала, что адренергический синапс может тормозить действие холинергических синапсов симпатического узла. Марраззи также признает существование специфических адренергических волокон, которые, образуя синапсы с дендритами постганглионарных волокон, оказывают на последние тормозящий эффект.

Отмеченный выше факт возбуждающего влияния адреналина на гипоталамус тем более важен, что раздражение гипоталамуса повышает секреторную деятельность гипофиза, что приводит к выделению ряда его гормонов: адренокортикотропного, тиреотропного. Кроме того, адреналин может непосредственно стимулировать секрецию гипофиза, а также оказывать прямое действие на кору надпочечника, активируя ее.

По наблюдениям Акерман и Аронс, перфузия щитовидной железы раствором адреналина даже при удаленном гипофизе вызывает увеличение объема железы и усиленное выделение ее гормона.

Имеются данные, что адреналин тормозит функцию мужских и женских половых желез. Гипергликемия, возникающая при введении адреналина, усиливает образование инсулина. Катехоламины находятся во взаимодействии и с медиаторными системами. Ряд эффектов, которые ранее приписывались катехоламинам, на самом деле зависит от совместного действия этих веществ с серотонином. Введение адреналина повышает содержание гистамина в крови. И, наоборот, введение гистамина резко усиливает выделение катехоламинов в кровь, что послужило основанием для разработки гистаминовой пробы, широко применяемой в клинике для диагностики феохромоцитомы.

Механизм действия катехоламинов . В основе механизма действия катехоламинов лежит их способность активировать фермент циклазу, катализирующий образование циклического 3,5-аденозинмонофосфата (АМФ) из аденозинтрифосфата (АТФ). Это в свою очередь через киназную систему вызывает переход дефосфофосфорилазы из неактивной в активную форму, что влечет за собой усиление фосфоролиза гликогена. Возникающая при этом энергия может расходоваться различным образом: на продукцию тепла, на активный транспорт ионов, т. е. на процессы поляризации клеточной мембраны, и т. д.

В настоящее время считают, что биологически активные вещества (гормоны, медиаторы) и лекарства дают тот или иной физиологический (фармакологический) эффект через определенные ферментные системы, активируя или тормозя их действие. Каждая ферментная система представлена некоторым числом молекул, которые занимают лишь небольшую часть клетки. Именно с этим местом клетки и проявляют сродство определенные биологически активные вещества. Клеточный химический рецептор - это место ферментативного процесса, или реагирующая часть молекулы фермента. В том случае, когда рецептор связан с поверхностью клетки, биологически активное вещество способно влиять на обменные процессы без проникновения в клетку. В случае локализации рецептора внутри клетки гормон или медиатор для оказания эффекта должен преодолеть клеточную мембрану.

Чувствительность адренорецепторов может меняться в зависимости от функционального состояния ткани и всего организма. Строение и природа этих рецепторов пока не изучены.

Физиологическая роль симпатоадреналовой системы . Известно, что увеличение количества катехоламинов обнаруживается при таких обстоятельствах, когда от систем, обеспечивающих нормальное существование организма, требуется экстренное повышение их функции. При возбуждении симпатоадреналовой системы усиливается деятельность сердца, учащается пульс, повышается артериальное давление, угнетается перистальтика кишечника, расширяется зрачок, усиливается сгорание углеводов, расширяются бронхи, вызывается спазм сосудов кожи и брюшной полости; сосуды сердца, головного мозга, скелетных мышц при этом не суживаются.

Приведенные данные показывают, что адреналин имеет большое значение в осуществлении реакций организма на различные раздражители. Не удивительно, что симпатоадреналовой системе отводится такое значительное место в уравновешивании организма с внешней средой и обеспечении постоянства внутренней среды организма.

Согласно представлениям Л. А. Орбели и А. Г. Гинецинского, физиологическая роль симпатоадреналовых влияний состоит в постоянном приспособлении интенсивности обменных процессов и физико-химических соотношений в тканях к функциональным потребностям данного момента.

Влияние адреналина на гипоталамус, гипофиз и кору надпочечников доказывает его особое значение в развитии общего адаптационного синдрома. Сформировавшееся в настоящее время представление о важной для реакций организма неспецифической роли симпатического тонуса, определяемого ретикулярной формацией головного мозга, некоторыми авторами рассматривается как своего рода синоним адаптационно-трофической функции симпатической нервной системы. Все сказанное выше о физиологической роли симпатоадреналовой системы в организме имеет самое прямое отношение к опенке значения катехоламинов, поскольку они выполняют функции гормонов - медиаторов этой системы.

Таким образом, выделение адреналина и норадреналина надпочечниками и активность симпатического отдела нервной системы находятся под постоянным контролем со стороны высших отделов нервной системы. В свою очередь поступившие в кровь катехоламины рефлекторно или непосредственно влияют на центральную нервную систему. Мозговой слой надпочечников и симпатический отдел нервной системы являются важным звеном нейрогуморальной регуляции функций различных органов и тканей организма.

Механизм действия катехоламинов привлекает внимание исследователей почти целое столетие. Действительно, многие общие концепции рецепторной биологии и действия гормонов берут начало еще в самых ранних исследованиях.

Катехоламины действуют через два главных класса рецепторов: а-адренергические и -адренергические. Каждый из них подразделяется на два подкласса: соответственно и . Данная классификация основана на относительном порядке связывания с различными агонистами и антагонистами. Адреналин связывается (и активирует) как с , так и с -рецепторами, и поэтому его действие на ткань, содержащую рецепторы обоих классов, зависит от относительного сродства этих рецепторов к гормону. Норадреналин в физиологических концентрациях связывается главным образом с а-рецепторами.

b-Адренергический рецептор

При молекулярном клонировании гена и кДНК -адренергического рецептора млекопитающих выявились неожиданные особенности. Во-первых, оказалось, что в данном гене нет интронов и, следовательно, вместе с генами гистонов и интерферона он составляет единственную группу генов млекопитающих, лишенных этих структур. Во-вторых, удалось установить, что -адренергический рецептор имеет близкую гомологию с родопсином (по крайней мере в трех пептидных участках) - белком, инициирующим зрительную реакцию на свет.

Таблица 49.2. Эффекты, опосредуемые различными адренергическими рецепторами

Механизм действия

Рецепторы трех из этих подгрупп сопряжены с аденилатциклазной системой. Гормоны, связывающиеся с р,- и Р2-рецепторами, активируют аденилат-циклазу, тогда как гормоны, ассоциированные с а2-рецепторами, ингибируют ее (см. рис. 44.3 и табл. 44.3). Связывание катехоламинов индуцирует конденсирование рецептора с G-белком, связывающим загем GTP. Это либо стимулирует (Gs), либо ингибирует (GJ аденилатциклазу, что в результате приводит к усилению или подавлению синтеза с AM Р. Реакция выключается, когда GTPa3a, связанная с а-субъединицей G-белка, гидролизует GTP (см. рис. 44.2). а,-Рецепторы участвуют в процессах, ведущих к изменению внутриклеточной концентрации кальция или к изменению метаболизма фосфатидилинозитида (либо к тому и другому). Не исключено, что для этой реакции необходим особый G-белковый комплекс.

Между рецептором катехоламинов и системой зрительной реакции существует функциональное сходство. При световой стимуляции происходит сопряжение родопсина с трансдуцином - G-белковым комплексом, а-субъединица которого также связывает GTP. Активированный G-белок в свою очередь стимулирует фосфодиэстеразу, гидролизующую cGMP. В результате ионные каналы в мембране клеток колбочек сетчатки закрываются и возникает зрительная реакция. Она выключается, когда ассоциированная с а-субъединицей GTPa3a гидролизует связанный GTP. Неполный перечень биохимических и физиологических эффектов, опосредованных различными адренергическими рецепторами, приведен в табл. 49.2.

Активация фосфопротеинов сАМР-зависимой протеинкиназой (см. рис. 44.4) обусловливает многие биохимические эффекты адреналина. В мышцах и в меньшей степени в печени адреналин стимулирует гликогенолиз путем активации протеинкиназы, которая в свою очередь активирует фосфорилазный каскад (см. рис. 19.7). Фосфорилирование гликоген-синтазы, напротив, ослабляет синтез гликогена. Действуя на сердце, адреналин увеличивает минутный объем в результате повышения силы (инотропный эффект) и частоты (хронотропный эффект) сокращений, что также связано с увеличением содержания сАМР. В жировой ткани адреналин повышает содержание сАМР, под действием которого чувствительная к гормонам липаза превращается в активную (фо-сфорилированную) форму. Этот фермент усиливает липолиз и высвобождение жирных кислот в кровь. Жирные кислоты используются в качестве источника энергии в мышцах и, кроме того, могут активировать глюконеогенез в печени.