Catécholamine

Définition

Une catécholamine distingue un groupe d'amines biogènes synthétisées à partir de la tyrosine ou de la phénylalanine dans les médullosurrénales, dans certaines structures cérébrales et dans les neurones du système nerveux orthosympathique. Elles jouent le rôle d'hormones ou de neurotransmetteurs.

Des catécholamines :

Les catécholamines β-hydroxylées, la norépinéphrine et l'épinéphrine, sont préférentiellement métabolisées en alcool, tandis que la dopamine, dépourvue du groupement β-hydroxyl, est préférentiellement métabolisée en dérivé acide. DβH, dopamine β-hydroxylase; PNMT, phénoléthanolamine-N-méthyltransférase; AR, aldose ou aldéhyde réductase; AD, aldéhyde déshydrogénase.

Explications

Les principales hormones aminées sont la dopamine, la noradrénaline et l'adrénaline, qui sont synthétisées à partir de l'acide aminé tyrosine. Ils contiennent un groupe catéchol et un groupe amino.

Les catécholamines peuvent être produites dans les glandes surrénales, exerçant une fonction hormonale, ou dans les terminaisons nerveuses; elles sont donc considérées comme des neurotransmetteurs.

Le précurseur de tous est la tyrosine, qui est utilisée comme source dans les neurones catécholaminergiques (producteurs de catécholamines).

Les catécholamines sont associées au stress et à l'obésité. Voir les effets de la catéchine du thé vert comme anti-obésité.

Structure

Les catécholamines ont la structure distinctive d'un cycle benzénique (benzène) avec deux groupes hydroxyles (catéchols), une chaîne intermédiaire et un groupe amine terminal.

Les puissantes propriétés antioxydantes de la quercétine existent à travers une variété de sites réactifs, mais sont pour la plupart associées aux deux groupes hydroxyle trouvés sur le cycle catécholamine de type B.

Fonctions

Deux catécholamines, la noradrénaline et la dopamine, agissent comme neurotransmetteurs dans le système nerveux central et comme hormones dans le sang. Les catécholamines provoquent dans la plupart des cas des modifications physiologiques préparant l'organisme à l'activité physique (combats, fuite...) des corticostéroïdes (principalement le cortisol) et des catécholamines (en particulier l'adrénaline).

Dans les fonctions motrices, la dopamine est impliquée dans la maladie de Parkinson. Il y a une dégénérescence des neurones des cellules de la substance noire. De la substance noire, deux voies vont aux ganglions de la base (soulignant le noyau caudé), qui jouent un rôle dans le contrôle du mouvement. Le noyau caudé module le thalamus. À partir de là, il existe une innervation qui contrôle le cortex moteur. Ainsi, la modulation de la dopamine entre la substance noire et le noyau caudé est interrompue. La dopamine ne traverse pas la barrière hémato-encéphalique. On utilise donc la L-DOPA, qui en améliore le traitement mais ne le corrige pas.

Dysfonctionnements

Les dysfonctionnements des voies catécholaminergiques sont les troubles bipolaires et la schizophrénie. La première preuve en a été obtenue avec les inhibiteurs de la MAO, qui avaient des effets antidépresseurs. Les antidépresseurs tricycliques sont des inhibiteurs des systèmes de recapture à haute affinité, principalement de la noradrénaline. Cela a conduit à formuler la théorie catécholaminergique de ces troubles : "Certains troubles des voies catécholaminergiques dans le système nerveux conduisent à la dépression".

Au contraire, une augmentation de l'activité provoquerait la phase maniaque. Cela se fait par exemple aux amphétamines, qui se disputent les places de la recapture de la noradrénaline. Plus récemment, il a également été utilisé avec la sérotonine. La fluoxétine est un médicament qui bloque la recapture de la sérotonine et traite la dépression. Les maladies psychotiques s'améliorent avec les médicaments du système dopaminergique. Les voies dopaminergiques ont été liées en tant que composante de la schizophrénie, qui sont des concentrations élevées de dopamine. Ils sont traités avec les antagonistes de la voie, à savoir le sulphyryle et la clozapine.

Formation de catécholamines

Les catécholamines sont produites principalement dans les cellules chromaffines des médullosurrénales et dans les fibres postganglionnaires du système nerveux sympathique. La tyrosine hydroxylase (TH) est présente dans toutes les cellules synthétisant les catécholamines et constitue l'enzyme de quantité limitée dans ses voies de biosynthèse. TH est une oxydase à action combinée qui utilise l'oxygène moléculaire et la tyrosine comme substrats et la bioptérine comme cofacteur. Il catalyse l'addition d'un groupe hydroxyle à la position méta de la tyrosine, formant ainsi la 3,4-dihydroxy-L-phénylalanine (L-dopa).

Bien que la disponibilité de la tyrosine ne limite généralement pas le rapport de synthèse des amines, le cofacteur de la bioptérine et l'oxygène pourraient se trouver à des concentrations sous-saturées dans les neurones contenant des catécholamines et pourraient donc jouer un rôle important dans la régulation de la biosynthèse de l'adrénaline. La réaction suivante est catalysée par la DOPA décarboxylase, qui transmet la L-Dopa à la dopamine (a besoin de phosphate de pyridoxal). Le passage de la dopamine à la noradrénaline est catalysé par la dopamine β-hydroxylase, de l'ascorbate et de l'oxygène. Enfin, pour que la noradrénaline passe à l'adrénaline, on utilise la N-méthyltransférase de phényléthanol-amine, qui transfère un groupe méthyle d'un donneur (S-adénosylméthionine) au formant adrénaline.

Dans des conditions normales, la concentration de tyrosine est suffisante pour maintenir la tyrosine hydroxylase saturée. La tyrosine hydroxylase est un tétramère et sa particularité est de pouvoir également hydroxyler la phénylalanine. L'hydroxylation de la phénylananine donnerait de la tyrosine. Ceci est utile chez les patients atteints de phénylcétonurie (carence en phénylalanine hydroxylase). La tyrosine hydroxylase pourrait être un substituant. Chaque sous-unité pèse 60 000 D.

La biosynthèse des catécholamines est un processus hautement réglementé. La régulation à long terme implique généralement la quantité d'enzymes régulatrices. Il régule la quantité de tyrosine hydroxylase et la quantité de dopamine β-hydroxylase. Parfois, des changements sont nécessaires à court terme et sont régis par différents mécanismes :

• L'enzyme qui catalyse l'étape limitant la vitesse (tyrosine hydroxylase) est inhibée par la Dopa et la dopamine, car elles entrent en compétition avec la bioptérine pour les sites de liaison.
• Régulation de la tyrosine hydroxylase par phosphorylation. Dans chaque sous-unité, il y a des résidus de sérine (positions 8, 19, 31, 40) qui sont phosphorylés. Les résidus de sérine 19 et 40 entraînent une augmentation plus significative de l'activité lorsqu'ils sont forylés. Le résidu 40 est phosphorylé principalement par la protéine kinase A et 10 par la CAM kinase II. La dépolarisation du terminal augmente l'activité de la tyrosine hydroxylase, car le calcium entre et active les enzymes kinases. Une fois que les catécholamines ont été synthétisées, le stockage a lieu dans des vésicules synaptiques connues sous le nom de vésicules granulaires ou noyaux denses. À l'intérieur des vésicules se trouvent des substances appelées chromogramines, calcium et ATP à haute concentration (1 000 mM). Les catécholamines se complexent avec les chromogramines. Il y a aussi la β-hydroxylase de la dopamine, la synthèse de la noradrénaline ayant lieu au moins en partie à l'intérieur de la vésicule. Le système par lequel les catécholamines pénètrent dans les vésicules est un système antiport à protons. Le gradient de proton nécessaire est réalisé par une proton-ATPase pompant des protons à l'intérieur, de sorte que le pH est d'environ 5,5. Ce système de capture a une grande spécificité de substrat. Ils peuvent donc rivaliser avec les catécholamines endogènes.

En rapport avec "catécholamine"

• catéchine

  

  La catéchine est un antioxydant phénolique, un flavonoïde, trouvé dans le chocolat, le vin rouge, le thé vert, les fruits (abricots ou cerises) et les légumes...

• catéchol

  

  Le catéchol est un benzènediol composé d'un noyau benzénique portant deux substituants hydroxy ortho l'un par rapport à l'autre.

• épicatéchine

  

  L'épicatéchine est un polyphénol bien étudié en ce qui concerne l'effet observé dans le diabète et l'obésité, à travers divers mécanismes.

• phényléthylamine

  

  La phényléthylamine est un neurotransmetteur et une hormone métabolisée à partir de la phénylalanine.