Dopamina

1. Co to jest dopamina?

Dopamina – jeden z głównych neuroprzekaźników. Pod względem budowy chemicznej jest związkiem organicznym należącym do grupy amin katecholowych, które to są podzespołem szerokiej grupy neuroprzekaźników nazywanych aminami biogennymi. Do związków katecholowych dopaminę można zaliczyć dlatego, że posiada ona strukturę pirokatechiny. Tę ostatnią stanowi pierścień benzenowy zawierający przyłączone do niego dwie grupy hydroksylowe (-OH) oraz grupę aminową (-NH₂). Ze względu na obecność grupy aminowej jako związek chemiczny można ją także sklasyfikować jako zasadę, która w roztworze kwaśnym ulega protonowaniu i dzięki temu wykazuje znakomitą rozpuszczalność w wodzie. Cecha ta zasługuje na uznanie ze względu na to, że w przypadku niedoboru dopaminy w organizmie jest możliwe podanie jej w postaci kroplówki.

2. Synteza dopaminy

Synteza dopaminy, która ma miejsce głównie w neuronach śródmózgowia, a dokładniej w jego istocie czarnej, zachodzi w dwóch etapach. Pierwszym z nich jest przekształcenie aminokwasu jakim jest L-tyrozyna w związek o nazwie L-DOPA, reakcja ta jest katalizowana przez hydroksylazę tyrozynową. Drugi etap polega na przekształceniu L-DOPA w końcową dopaminę. Przekształcenie to jest możliwe dzięki obecności enzymu o nazwie dekarboksylaza dopaminowa.

3. Działanie dopaminy

Dopamina wykazuje zróżnicowane działanie ze względu na miejsce, w którym występuje oraz zależnie od rodzaju receptorów generujących odpowiedź po jej przyłączeniu. Receptory te należą do grupy receptorów metabotropowych, produkowanych przez różne geny. Działanie tego neuroprzekaźnika na receptory, jest ich aż pięć rodzajów (D₁-D₅), polega na aktywacji odpowiednich białek G oraz uruchamianiu różnych dróg przetwarzania impulsu sygnałowego.

Niezmagazynowana w pęcherzykach dopamina, która po dyfuzji do przestrzeni miedzysynaptycznej, nie trafia do receptorów znajdujących się bądź to na błonie post-, bądź na błonie presynaptycznej, zostaje rozłożona poprzez działające po sobie enzymy:

• monoaminooksydaza (MAO),
• katecholo-o-metylotransferaza (COMT) oraz
• dehydrogenaza aldehydowa.

W wyniku działania tych enzymów otrzymywany jest kwas homowanilinowy, który następnie jest filtrowany z krwi dzięki działalności nerek i wydalany wraz z moczem. Badanie polegające na zmierzeniu ilości tego kwasu w osoczu krwi bądź w moczu może być wykorzystywane przy ocenie prawidłowości działania układu dopaminergicznego.

Dopamina w organizmie odpowiada przede wszystkim za właściwą pracę mięśni i koordynację ruchową. Jej rolą jest także kontrolowanie ludzkiego metabolizmu oraz prawidłowego ciśnienia krwi. W psychice odpowiada za właściwe odnajdywanie się w rzeczywistości, wspomaga koncentrację i pamięć. Dzięki dopaminie człowiek jest w stanie myśleć abstrakcyjnie, ustanawiać sobie nowe cele, a także planować długoterminowo.

Niedobór tego neuroprzekaźnika bardzo często doprowadza do nerwowości oraz strachu przed otaczającym światem. Osoby z obniżonym poziomem dopaminy często cierpią także z powodu uzależnień oraz obsesji. W tym miejscu warto wspomnieć, że osoby chore na ADHD posiadają niski poziom dopaminy, a jej gwałtowny, patologiczny spadek w organizmie prowadzi do choroby Parkinsona. Nadmiar dopaminy można zaobserwować u ludzi cierpiących na schizofrenię. Osoby ze zbyt wysokim poziomem tego neuroprzekaźnika bardzo często skarżą się na halucynacje i posiadają zaburzoną wizję rzeczywistości.

4. Funkcje dopaminy

4.1. Motywacja

Dopamina często określana jest jako “cząsteczka motywująca”. Jest ona bowiem odpowiedzialna za poziom silnej woli oraz konsekwencję w realizacji zamierzonego celu. Jej rola nie ogranicza się do dostarczenia uczucia przyjemności oraz nagrody, ale pobudza chęć podejmowania aktywności ukierunkowanej na osiąganie czegoś pozytywnego i unikanie bodźców negatywnych. Wyniki prób klinicznych pokazują także, że poziom dopaminy u poszczególnych ludzi jest różny, co z kolei przekłada się na odmienny stopień wytrwałości w dążeniu do celu.

Udział dopaminy w kontrolowaniu poziomu motywacji do działania wynika w dużej mierze z miejsc jej oddziaływania w ośrodkowym układzie nerwowym. Jest ona głównym neuroprzekaźnikiem w układzie nagrody w mózgu, czyli w obszarze pola brzusznego nakrywki (area tegmentalis ventralis) zwanego też jądrem limbicznym śródmózgowia. Ogromne znaczenie ma w tym przypadku jądro półleżące (nucleus accumbens), w skład którego wchodzą tysiące komórek dopaminergicznych. Badania wykazały, że farmakologiczne zahamowanie aktywności tego obszaru skutkuje utratą zdolności do odczuwania przyjemności, a tym samym usuwa motywację do podejmowania jakiegokolwiek działania.

Prawidłowy poziom aktywności dopaminy przekłada się na odpowiednie zmotywowanie do działania. Osoby, u których sytuacja taka ma miejsce określa się często jako “poszukiwaczy wrażeń”.

Niedobór dopaminy objawia się obniżonym poziomem motywacji oraz niechęcią do wykonywania jakiejkolwiek czynności.

Nadmiar dopaminy może skutkować skłonnością do ryzykownych zachowań.

4.2. Pamięć

Dopamina działająca w ośrodkowym układzie nerwowym odgrywa kluczową rolę w procesach związanych z zapamiętywaniem oraz z nauką nowych rzeczy. Neuroprzekaźnik ten ma szczególne znaczenie w przypadku pamięci długotrwałej, czyli pozwala na tworzenie biblioteki pojęć i faktów w mózgu oraz na ich ponowne wykorzystywanie.

Sekrecja dopaminy ma miejsce w momencie odczuwania przyjemności oraz zadowolenia. Nacechowanie emocjami danego wydarzenia umożliwia jego łatwiejsze zapamiętywanie oraz późniejsze odtworzenie. Dzięki temu, że dopamina kontroluje ośrodek nagrody, łatwiej jest zapamiętywać rzeczy, które kojarzą się z uczuciem satysfakcji.

Ponadto neuroprzekaźnik ten pełni ważną rolę w powstawaniu pamięci roboczej. Dzięki temu umożliwia przestawianie uwagi z jednej aktywności na inną oraz wykonywanie kilku zadań w tym samym czasie. Takie działanie dopaminy potwierdza fakt, iż neuroprzekaźnik ten stymuluje aktywność komórek zaangażowanych w mózgu w pamięć roboczą

Niedobór dopaminy prowadzi do pogorszenia pamięci, zwłaszcza roboczej.

Nadmiar dopaminy może z kolei wiązać się z nadmiernym pobudzeniem ośrodka nagrody oraz neuronów związanych z pamięcią roboczą.W efekcie Błędne interpretowanie sytuacji oraz zapamiętywanie wszystkiego skutkuje powstaniem chaosu w ośrodkowym układzie nerwowym.

4.3. Koncentracja

Obecność neuronów dopaminergicznych w płatach czołowych sprawia, że neuroprzekaźnik ten zaangażowany jest w procesy związane z koncentracją uwagi. Ponadto dzięki temu, iż dopamina jest ważnym neurotransmiterem regulującym pracę układu nagrody, jej prawidłowa aktywność pozwala skupiać uwagę na zadaniach najbardziej istotnych.

Niedobór dopaminy prowadzi do spadku poziomu koncentracji. Gdy sytuacja taka utrzymuje się w organizmie przez dłuższy czas, może dojść do rozwoju zespołu zaburzeń uwagi (ADD, ang. attention deficit disorder).

4.4. Komunikacja interpersonalna

Neurony dopaminergiczne występują w strukturach mózgu, których aktywność odpowiada w dużej mierze za osobowość. Gdy poziom tego neuroprzekaźnika jest zrównoważony, osobę odznacza prawidłowa ekstrawersja.

Niedobór dopaminy związany jest z fobią oraz lękiem społecznym.

Nadmiar dopaminy prowadzi do zaburzeń maniakalnych oraz zaburzeń afektywnych dwubiegunowych. Może także być przyczyną nadmiernej chęci kontrolowania innych osób, co skutkuje niekiedy skłonnością do przemocy.

4.5. Powstawanie więzi

Dopamina oraz układ nagrody pełnią ważna role w tworzeniu więzi pomiędzy partnerami. Wykazano, że uwalnianie dopaminy pobudzane jest przez seks, dotyk czy orgazm. Neuroprzekaźnik ten jest więc bardzo istotny w powstawaniu uczucia przynależności oraz miłości między dwojgiem ludzi.

W jednym z badań wykazano, że oglądanie zdjęć osób, w których uczestnicy próby byli zakochani skutkowało powstawaniem wzorców w mózgu podobnych do tych, które towarzyszą przyjmowaniu kokainy.

Nadmiar dopaminy może być przyczyną uzależnienia emocjonalnego od innych, co w konsekwencji prowadzić może do powstawania toksycznych związków.

4.6. Macierzyństwo

Wykazano, że dopamina jest najważniejszym neurotransmiterem warunkującym zachowania macierzyńskie. Chodzi tu o silną motywację kobiety, która pozwala jej na wykonywanie swoich obowiązków pomimo zmęczenia. Zrównoważona aktywność dopaminy w tym przypadku gwarantuje elastyczność w sprawowaniu opieki.

W badaniach wykazano także, że dopamina funkcję tę pełni łącznie z oksytocyną, czyli hormonem peptydowym produkowanym przez podwzgórze. Odpowiednia korelacja pomiędzy tymi dwoma substancjami gwarantuje powstawanie więzi oraz instynktu macierzyńskiego.

Ta funkcja dopaminy została potwierdzona w jednym z badań przeprowadzonym na zwierzętach, do organizmów których wprowadzono blokery receptorów dopaminergicznych. W ten sposób w ich ośrodkowych układach nerwowych dochodziło do spadku aktywności dopaminy. Zaburzenia te doprowadziły do sytuacji, w której matki porzucały swoje młode. Ich instynkt macierzyński został pobudzony na nowo, gdy podano im substancje przywracające prawidłową pracę neuronów dopaminergicznych.

Niedobór dopaminy może być przyczyną rozwoju depresji poporodowej.

4.7. Układ immunologiczny

Dopamina reguluje pracę układu immunologicznego. Dzięki stosowaniu substancji wspierających pracę neuronów dopaminergicznych można ograniczyć rozwój stanów zapalnych, a także zwiększać odporność organizmu.

Dopamina w organizmie jest produkowana nie tylko w neuronach ośrodkowego układu nerwowego, ale także w komórkach immunologicznych, takich jak limfocyty T. Ich aktywność zwiększa się w następstwie powstania stanu zapalnego. Neuroprzekaźnik pobudzający w tym przypadku pełni również rolę ważnego interfejsu pomiędzy centralnym układem nerwowym i układem odpornościowym.

Wykazano, że dysfunkcja systemu dopaminergicznego zlokalizowanego w centralnym układzie nerwowym bądź w obwodowym układzie immunologicznym jest bardzo często związana z obniżeniem odporności. Obecnie stosowane w stanach zapalnych leki działają również poprzez modulację receptorów dopaminowych.

4.8. Sen

Dopamina oraz jej specyficzne receptory odgrywają ważną rolę w regulacji cyklu snu i czuwania. Początkowo uważano, że dopamina nie ma żadnego wpływ na rytm okołodobowy. Okazało się jednak, że podawanie substancji, które na różne sposoby podnoszą aktywność tego neurotransmitera, pobudzają organizm i zwiększają jego czujność. Odwrotną sytuację obserwuje się, gdy przyjmuje się preparaty z grupy antagonistów receptorów dopaminergicznych. W tym przypadku obserwuje się zmniejszony stan gotowości do działania oraz większą senność.

W kolejnych badaniach wykazano, że podczas deprywacji fazy REM zwiększa się poziom dopaminy. Istotną rolę w oddziaływaniu neuroprzekaźnika na kontrolę stanów snu i czuwania odgrywa aktywność specyficznego transportera dopaminy (DAT). Odpowiada on za wychwyt zwrotny tego neuroprzekaźnika i redukcję zasięgu jego oddziaływania na synapsy. Prawdopodobnie DAT ma wpływ także na aktywność adenozyny. Jest ona kumulowana w ośrodkowym układzie nerwowym podczas czuwania, a jej wysokie stężenie powoduje senność. W trakcie badań wykazano, że myszy, których pozbawiono genu kodującego DAT, są znacznie bardziej wrażliwe na kofeinę. Alkaloid ten blokuje receptory adenozyny, znosząc jej usypiające działanie.

Nieprawidłowa praca gospodarki dopaminergicznej jest przyczyną zaburzeń snu.

4.9. Układ szkieletowy

Dopamina wpływa na metabolizm wapnia w organizmie, a tym samym jej zrównoważona aktywność przekłada się na zwiększoną wytrzymałość kości i zapewnia ich prawidłową strukturę.

W jednym z badań na zwierzętach wykazano, że organizmy pozbawione genu kodującego transporter dopaminy mają znacznie słabsze i bardziej porowate kości w porównaniu do zwierząt z prawidłowym genotypem. Ponadto stymulacja aktywności układu dopaminergicznego wpływa korzystnie na proces odbudowy kości po złamaniach oraz zwiększa stopień ich mineralizacji.

Niedobór dopaminy jest przyczyną osłabienia kości oraz często prowadzi do ich nieprawidłowego rozwoju.

4.10. Układ pokarmowy

Receptory dopaminy są obecne w błonach śluzowych jelit oraz żołądka, co oznacza, że odgrywają one ważną rolę w funkcjonowaniu układu trawiennego. Preparaty zwiększające aktywność dopaminy pobudzają perystaltykę jelit, a także łagodzą nudności, wymioty oraz refluks żołądkowy.

Niewłaściwa praca gospodarki dopaminergicznej, prowadząca zarówno do nadmiaru jak i niedoboru neuroprzekaźnika, powoduje zaburzenia czynności układu trawiennego.

4.11. Choroby neurodegeneracyjne

Dopamina, podobnie jak inne neuroprzekaźniki, odgrywa bardzo ważną rolę w komunikacji neuronów, a tym samym w prawidłowym funkcjonowaniu układu nerwowego. Zaburzenia pracy systemu dopaminergicznego są przyczyną rozwoju poważnych chorób neurodegeneracyjnych.

Nadmiar dopaminy: U osób cierpiących na schizofrenię obserwuje się 2-6-krotnie zwiększenie stężenia receptorów dopaminergicznych D4 oraz 10% wzrost stężenia receptorów D2 i D3 w stosunku do wartości występujących u osób zdrowych. Powoduje to nadmierną aktywność tego neuroprzekaźnika, której towarzyszą negatywne symptomy, takie jak apatia, problemy z komunikacją interpersonalną oraz halucynacje. Hamowanie aktywności tego neuroprzekaźnika łagodzi symptomy choroby. Szczególne znaczenie w tym przypadku mają preparaty blokujące receptor D2, choć badany jest też potencjał związków hamujących receptory D3 i D4.

Niedobór dopaminy: Obumieranie neuronów produkujących neuroprzekaźnik pobudzający jest podstawową przyczyną rozwoju choroby Parkinsona. Neurotransmiter ten pełni kluczową rolę w komunikacji pomiędzy regionami mózgu: substancja czarna i ciało prążkowane. Struktury te są z kolei bardzo ważne w utrzymywaniu prawidłowej postawy ciała oraz w płynnym ruchu. Tym samym niedobór dopaminy prowadzi do upośledzenia zdolności poruszania się.

5. Przyczyny zaburzeń

5.1. Niedobór dopaminy

• dieta uboga w L-tyrozynę – aminokwas ten jest zwiazkiem prekursorowym w syntezie dopaminy. Bogatym źródłem tego związku są awokado, zielone warzywa liściaste, sezam, nasiona dyni, fasola, soja, soczewica, owoce morza oraz mięso (głównie drobiowe);
• niedobór witamin B, C i E – substancje te pełnią rolę kofaktorów w syntezie dopaminy, dlatego ich deficyty w znacznym stopniu upośledzają przebieg tego procesu;
• uzależnienie – dopamina reguluję pracę ośrodka nagrody. Gdy struktura ta stymulowana jest zewnętrznymi czynnikami, dochodzi do zaburzenia pracy układu dopaminergicznego, efektem czego są deficyty dopaminy;

5.2. Nadmiar dopaminy

• zbyt duża ilość zielonej herbaty – pomimo wielu dobroczynnych właściwości, nadmiar zielonej herbaty może być przyczyną intensywnego wzrostu poziomu dopaminy w ośrodkowym układzie nerwowym. Zawarte w herbacie składniki są inhibitorami COMT – kluczowego enzymu w katabolizmie dopaminy. Jego długotrwałe zablokowanie prowadzi do nadmiaru dopaminy.

6. Wpływ suplementów na aktywność dopaminy

SUPLEMENT	Synteza i uwalnianie	Oddziaływanie na receptory	Usuwanie z synapsy	Uwagi
Adrafinil			+	inhibitor wychwytu zwrotnego
ALCAR (Acetylo-L-karnityna)	+	+		stymulacja uwalniania, zwiększenie stężenia receptorów
Brahmi (Bacopa monnieri)	regulacja gospodarki dopaminergicznej	regulacja gospodarki dopaminergicznej	regulacja gospodarki dopaminergicznej	dokładny mechanizm nieznany
CDP-cholina (Cytykolina)		+		zwiększenie stężenia receptorów
Kurkumina (Curcuma longa)			+	inhibitor MAO
DAA (Kwas D-asparaginowy)	+			stymulacja uwalniania
DLPA (D,L-fenyloalanina)	+			prekursor
Dziurawiec (Hypericum perforatum)			+	inhibitor MAO i COMT
Eleuthero (Eleutherococcus senticosus)			+	modulacja aktywności COMT
Fenylopiracetam			+	inhibitor MAO
Kofeina	+	+		zwiększenie poziomu (przy stosowaniu doraźnym), zwiększenie wrażliwości receptorów
L-DOPA	+			prekursor
L-teanina	+			stymulacja uwalniania
L-tyrozyna	+			prekursor
Magnolia (Magnolia officinale)	–			inhibicja uwalniania
Męczennica (Passiflora incarnata)			+	inhibitor wychwytu zwrotnego
NAC (N-acetylocysteina)	+			stymulacja uwalniania
PEA (Fenyloetyloamina)	+		+	stymulacja uwalniania, inhibitor MAO
Piperyna (Piper nigrum)			+	inhibitor MAO
PRL-8-53		+		agonista receptorów
Resweratrol (Polygonum cuspidatum)		+		stymulacja aktywności i syntezy CAMP
Różeniec (Rhodiola rosea)			+	inhibitor MAO
SAM-e			+	inhibitor COMT
Shilajit (Asphaltum punjabicum)	+	+	+	dokładny mechanizm nieznany
Sulbutiamina		+		zwiększenie stężenia receptorów
Tarczyca bajkalska (Scutellaria baicalensis)			+	inhibitor MAO
Urydyna (wolna urydyna, UMP, TAU)	+			stymulacja uwalniania
Winpocetyna	+			stymulacja uwalniania

(+) – zwiększenie aktywności dopaminy (-) – zmniejszenie aktywności dopaminy

7. Podsumowanie