Las catecolaminas, no son más que neurotrasmisores concepto que abordaremos más adelante, estas son conocidas como aminohormonas. La definición etimológica de catecolamina se puede explicar así: Son un grupo de sustancias entre las cuales se pueden mencionar adrenalina, la noradrenalina y dopamina, dichas sustancias son sintetizadas a partir del aminoácido conocido como tirosina, es así como esta se compone de un grupo catecol y un grupo amino.
En ese sentido las catecolaminas (CA) o aminohormonas se puede decir que son todas aquellas sustancias que contienen en su estructura un grupo catecol y una cadena lateral con un grupo amino. Pueden funcionar en nuestro organismo como hormonas o como neurotransmisores.
¿Pero qué es exactamente un neurotransmisor?
Esta definición se puede considerar como clave para entender todo lo que tiene que ver con la catecolamina. En ese sentido se puede definir al neurotransmisor como una especie de neuromediador o mensaje, dicho de una manera científica es una biomolécula que hace posible la neurotransmisión.
¿Qué es la neurotransmisión?
No es más que la transmisión de información desde una neurona, es decir una célula del sistema nervioso que va hacia otra neurona, una célula muscular o una glándula, todo esto se logra mediante media la sinapsis que es la ramificación que los separa. Las catecolaminas ejercen una función hormonal pues se producen en las glándulas suprarrenales y también en las terminaciones nerviosas, por lo que se consideran neurotransmisores.
La primera de todas ellas es la tirosina, que se usa como fuente en las neuronas catecolaminérgicas (productoras de catecolaminas). Estas tienen su origen principalmente en las células cromafines de la médula adrenal y en las fibras postganglionares del Sistema nervioso simpático.
Existen catecolaminas: la noradrenalina y la dopamina, ellas actúan como neurotransmisores en el Sistema Nervioso Central y como hormonas en el torrente sanguíneo. Las catecolaminas por lo general producen cambios fisiológicos que alistan al individuo y al cuerpo de este para la lucha y otras actividades físicas.
Relación con determinadas enfermedades
Estudios demostraron desde hace mucho tiempo que las disfunciones en las vías catecolaminérgicas se debe a trastornos bipolares y esquizofrenia. Mientras que en las funciones motrices, la dopamina está implicada en la enfermedad del Parkinson.
Así se forma la catecolamina
La biosíntesis de catecolaminas es un proceso muy regulado. La regulación a largo plazo suele implicar la cantidad de enzimas reguladoras. Regula la cantidad de tirosina hidroxilasa, y la cantidad de dopamina ?-hidroxilasa. A veces se necesitan cambios a corto plazo, y se regulan por mecanismos distintos:
La enzima que cataliza la etapa limitante de velocidad (tirosina hidroxilasa) es inhibida por Dopa y dopamina, porque compiten con la biopterina por los sitios de unión.
Regulación de la tirosina hidroxilasa por fosforilación. En cada sub-unidad hay residuos de serina (posiciones 8, 19, 31, 40) que se fosforilan. Los residuos 19 y 40 de serina causan un incremento más importante de la actividad al ser forforilados. El residuos 40 se fosforila sobre todo por la proteína quinasa A, y el 10 por la CAM quinasa II. La despolarización del terminal aumenta la actividad de la tirosina hidroxilasa, ya que entra calcio que activa las enzimas quinasas.
Una vez las catecolaminas se han sintetizado se produce el almacenamiento en el interior de vesículas sinápticas conocidas como vesículas granulares o de núcleo denso. En el interior de las vesículas se encuentran unas sustancias llamadas cromograninas, calcio y ATP en alta concentración (1000 mM). Las catecolaminas están formando complejo con las cromograninas.
También está la dopamina ?-hidroxilasa, por lo cual la síntesis de noradrenalina tiene lugar en el interior de la vesícula, al menos en parte. El sistema por el que entran las catecolaminas en las vesículas es un sistema antiporte con protones. El gradiente de protones necesario lo realiza una protón-ATPasa bombeando al interior protones, por lo que el pH es de 5,5 aproximadamente. Este sistema de captación tiene amplia especificidad de sustrato. De manera que pueden competir con las catecolaminas endógenas.
Proceso para liberar catecolaminas
Existen variados procesos que resultan claves de liberación de catecolaminas, en primer lugar tenemos los receptores adrenérgicos (noradrenalina y adrenalina): Estos dos neurotransmisores tienen diversos efectos, que se explica por la presencia de diferentes receptores, que en cada tipo de célula están acoplados a vías de transducción distintas.
En el músculo liso puede producir contracción si se activan los receptores ?, y se relajan si actúan sobre los receptores ?2. En los vasos sanguíneos producen vasoconstricción y vasorelajación.
Sin embargo al revés de los vasos, en los bronquios produce broncodilatación. Mientras que en el tubo digestivo provoca constricción y relajación. En cuanto al corazón aumenta la frecuencia cardíaca y su intensidad; incrementando el gasto cardíaco.
Los receptores adrenérgicos están estructuralmente relacionados, pero tienen distintos segundos mensajeros. Se distinguen receptores ? y ?; adrenalina y noradrenalina son agonistas para ambos receptores, pero estos tienen más agonistas y antagonistas. El receptor ? puede ser ?1 ó ?2. El ?1 puede ser A, B ó D.
Estos tres se diferencian en los antagonistas, la localización, la estructura y el mecanismo efector (adenilato ciclasa). En este caso, lo que importa es que en cada sitio del organismo la adenilato ciclasa causa un efecto distinto. Los ? pueden ser 1, 2 ó 3. Difieren en los antagonistas, y las características. Pero los 3 estimulan la adenilato ciclasa.
Importancia en el funcionamiento diario del cuerpo humano
Estos neurotransmisores representan gran importancia en las acciones de nuestro organismo, en vista de que ejercen múltiples funciones. Participan tanto en mecanismos neurales como endocrinos.
Una de estas influencias es la que ejercen sobre el sistema nervioso central que controlan son el movimiento, la cognición, las emociones, el aprendizaje y la memoria. En cuanto al estrés la catecolaminas juegan un papel fundamental en las respuestas a este, liberando estas sustancias cuando se experimenta estrés físico o emocional.
En el año 1990 investigadores determinaron que a nivel células, estas sustancias modulan la actividad neuronal abriendo o cerrando canales iónicos según los receptores involucrados.
Cómo se determina la presencia de ésta
Los niveles de catecolaminas se pueden determinar mediante el estudio y análisis de sangre y de orina. De hecho, las catecolaminas están unidas a aproximadamente al 50% de las proteínas en sangre.
Cuando ocurren fallas o bajas en la neurotransmisión de catecolaminas se generan ciertos trastornos neurológicos y neuropsiquiátricos. Uno de ellos es la depresión, la cual se asocia a niveles bajos de estas sustancias, al contrario que la ansiedad. Por otra parte, la dopamina parece ejercer un papel esencial en enfermedades como el Parkinson y la esquizofrenia.
Finalmente es importante entender que los niveles de catecolaminas pueden depender de nosotros si asumimos cierta dieta que poseen cantidad apropiada de componente que estimulan a este neurotransmisor. Existen alimentos con mucha presencia de fenilalanina como carnes rojas, huevo, pescado, lácteos, garbanzos, lentejas, frutos secos, etc.
En el aspartamo, el edulcorante que más se utiliza en la industria alimenticia, supone más del 60% del mercado mundial de estos aditivos muy utilizado en refrescos y productos dietéticos, allí también se encuentra. Mientras que la tirosina puede encontrarse en el queso.
¿Cómo nos hace sentir?
Ambas sustancias actúan como hormonas simpaticomiméticas. Esto significa que simulan los efectos de una hiperactividad en el sistema nervioso simpático.
De tal manera que cuando dichas sustancias son liberadas al torrente sanguíneo, se experimenta un aumento en la presión sanguínea, mayor contracción muscular, e incremento de los niveles de glucosa. Así como aceleración del ritmo cardíaco y de la respiración. Esto explica la razón por la cual las catecolaminas son fundamentales para preparar las respuestas de estrés, lucha o huida.
Liberación de las catecolaminas
Para que la liberación de las catecolaminas suceda, se requiere la necesaria liberación de acetilcolina. Esta liberación puede ocurrir, por ejemplo, cuando detectamos un peligro. La acetilcolina inerva a la médula adrenal y produce una serie de acontecimientos celulares.
Cuando sube la adrenalina se genera un incremento en la denominada fuerza contráctil del corazón. Además, aumenta la frecuencia de los latidos. Esto provoca un aumento en el aporte de oxígeno. De la misma manera aumentan la frecuencia respiratoria. Además, posee poderosos efectos relajantes bronquiales.
Finalmente es importante estar consciente de que esta hace que reaccionemos con más rapidez a los estímulos y que aprendamos y recordemos mejor. Sin embargo, elevados niveles de estas sustancias se han asociado con problemas de ansiedad. Mientras que niveles bajos de dopamina parecen influir en la aparición de alteraciones en la atención, dificultades de aprendizaje y depresión.