Dopamina

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Dopamina
formula di struttura
formula di struttura 3D
Nome IUPAC
4-(2-amminoetil)benzen-1,2-diolo
Nomi alternativi
2-(3,4-diidrossifenil)etilammina
3,4-diidrossifeniletilammina
3-idrossitiramina
DA
oxitiramina
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare C8H11NO2
Massa molecolare (u) 153,18
Aspetto polvere bianca dall'odore caratteristico
Numero CAS [51-61-6]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)  ?
Solubilità in acqua solubile in acqua, 60.0 g/100 ml
Temperatura di fusione 128 °C (401,15 K)
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
irritante corrosivo

attenzione

Frasi H 302 - 410
Consigli P 273 - 501 [1][2]

La dopamina (o dopammina) è un neurotrasmettitore endogeno della famiglia delle catecolamine. All'interno del cervello questa feniletilamina funziona da neurotrasmettitore, tramite l'attivazione dei recettori dopaminici specifici e subrecettori.

La dopamina è prodotta in diverse aree del cervello, tra cui la substantia nigra e l'area tegmentale ventrale (VTA). Grandi quantità si trovano nei gangli della base, soprattutto nel telencefalo, nell'accumbens, nel tubercolo olfattorio, nel nucleo centrale dell'amigdala, nell'eminenza mediana e in alcune zone della corteccia frontale. Nessun altro sistema neuronale ha ricevuto tanta attenzione negli ultimi 20 anni quanto quello dopaminergico. La dopamina è anche un neuro ormone rilasciato dall'ipotalamo. La sua principale funzione come ormone è quella di inibire il rilascio di prolattina da parte del lobo anteriore dell'ipofisi. A livello gastrointestinale il suo effetto principale è l'emesi. La dopamina può essere fornita come un farmaco che agisce sul sistema nervoso simpatico, producendo effetti come aumento della frequenza cardiaca e pressione sanguigna.

Storia[modifica | modifica sorgente]

Fu sintetizzata nel 1910 da George Barger e James Ewens presso i Laboratori Wellcome a Londra, Inghilterra. La funzione della dopamina come neurotrasmettitore è stata scoperta nel 1958 da Arvid Carlsson e Nils-Åke Hillarp presso il Laboratorio di Chimica Farmacologia dell'Istituto Nazionale del Cuore, in Svezia. È stata chiamata dopamina perché il relativo precursore sintetico era dihydroxyphenylalamine 3.4(L-DOPA). Nel 2000 Arvid Carlsson ha ricevuto il Premio Nobel per la medicina poiché ha indicato che la dopamina non è solo un precursore della noradrenalina e dell'adrenalina ma anche un neurotrasmettitore.

Biochimica[modifica | modifica sorgente]

Biosintesi della dopamina

Nome e famiglia[modifica | modifica sorgente]

Ha formula chimica C6H3(OH)2-CH2-CH2-NH2. Il suo nome chimico è "4-(2-amminoetil)benzene-1,2-diolo" e la sua sigla è "DA". Fa parte della famiglia catecolamine (un anello benzenico con due gruppi ossidrilici), al quale poi è legato un gruppo etilaminico. La dopamina è un precursore della noradrenalina e dell'adrenalina.

Biosintesi[modifica | modifica sorgente]

La dopamina è biosintetizzata nel corpo (soprattutto nel tessuto nervoso e nel midollare del surrene). In primo luogo avviene l'idrossilazione del amminoacido L-tirosina (un aminoacido normalmente presente nella dieta) in L-DOPA attraverso l'enzima tirosina 3-monoossigenasi, rappresentato dall'aggiunta di un secondo ossidrile all'anello benzenico della tirosina. In seguito avviene la decarbossilazione della L-DOPA da aromatici L-amino acido decarbossilasi (spesso definito come dopa decarbossilasi), rimuovendo il gruppo carbossilico (-COOH) dalla catena laterale della DOPA. In alcuni neuroni, la dopamina viene trasformata in noradrenalina da parte della dopamina beta-idrossilasi. Nei neuroni, la dopamina è confezionata dopo la sintesi, in vescicole sinaptiche che vengono poi rilasciate nelle sinapsi in risposta ad un potenziale d'azione presinaptico.

Degradazione[modifica | modifica sorgente]

L'azione della dopamina rilasciata nello spazio sinaptico viene rapidamente ricaptata da parte della terminazione nervosa da cui è stata liberata; una volta ricatturata, la dopamina viene degradata attraverso due principali diversi meccanismi:

Biodegradazione della dopamina
  • La dopamina(DA) viene deaminata dalla MAO e diventa 3,4-diidrossi-fenil-acetaldeide (DHPA), è quindi trasformata per opera di un'aldeide deidrogenasi in acido 3,4-diidrossifenilacetico (DOPAC). Successivamente viene trasformata in acido omovanillico (HVA) al di fuori del neurone mediante una doppia conversione enzimatica tramite la catecol-O-metiltrasferasi (COMT) prima e la MAO poi.
  • La dopamina viene metilata in posizione 3 dell'anello benzenico dalla COMT e trasformata in 3 metossitiramina, (3MT). Questa viene poi deaminata dalla monoaminossidasi e forma la 3-metossi-4-idrossi-fenilacetaldeide (3MHPA), la quale viene trasformata dall'aldeide deidrogenasi in HVA.
Biosintesi e catabolismo delle catecolamine

Rilascio di dopamina[modifica | modifica sorgente]

La dopamina sintetizzata nel citoplasma viene catturata e concentrata all'interno delle vescicole sinaptiche. L'immagazzinamento dentro le vescicole ha lo scopo di proteggere la molecola dalla degradazione ad opera della monoaminossidasi, ed è indispensabile per il processo di liberazione del neurotrasmettitore nello spazio sinaptico da parte dell'impulso nervoso. All'arrivo di questo, le vescicole per effetto dell'onda di depolarizzazione, fondono la loro membrana con quella del neurone e si aprono, liberando il loro contenuto nello spazio sinaptico. In generale, gli antagonisti dopaminergici inibiscono, mentre gli agonisti aumentano, il rilascio di dopamina dalla terminazione nervosa.

Funzione nel cervello[modifica | modifica sorgente]

La dopamina ha molte funzioni nel cervello, svolge un ruolo importante in comportamento, cognizione, movimento volontario, motivazione, punizione e soddisfazione, nell'inibizione della produzione di prolattina (coinvolta nell'allattamento materno e nella gratificazione sessuale), sonno, umore, attenzione, memoria di lavoro e di apprendimento. Agisce sul sistema nervoso simpatico causando l'accelerazione del battito cardiaco e l'innalzamento della pressione sanguigna. La dopamina viene rilasciata a livello centrale dalla substantia nigra e la sua azione è mirata a modulare l'attività inibitoria dei neuroni GABAergici. Neuroni dopaminergici (cioè, i neuroni il cui principale neurotrasmettitore è la dopamina) sono presenti soprattutto nella zona tegmentale ventrale del mesencefalo, nella substantia nigra, e nel nucleo arcuato dell'ipotalamo.

Dopamina e ricompensa[modifica | modifica sorgente]

Stimoli che producono motivazione e ricompensa (fisiologici quali il sesso, cibo buono, acqua, o artificiali come sostanze stupefacenti, o elettrici ma anche l'ascolto della musica), stimolano parallelamente il rilascio di dopamina nel nucleus accumbens. Al contrario il piacere prodotto da questi stimoli è soppresso da lesioni dei neuroni dopaminergici o dal blocco dei recettori alla dopamina in questa stessa area. Si è visto che bloccando il recettore D2, si ottiene ancora la liberazione di dopamina e la trasmissione del piacere incrementa. Su questo principio si basa la cura della depressione, che consiste nel bloccare il recettore D2 e fare liberare quanta più dopamina possibile, per risollevare il tono dell’umore in modo farmacologico.

Auto somministrazione di sostanze[modifica | modifica sorgente]

Il Nucleus accumbens, funzionalmente integrato nelle circuitazioni limbiche ed extra-piramidali, svolge un ruolo critico nel mediare gli effetti di rinforzo positivo acuto (Soddisfazione) delle sostanze stupefacenti d'abuso, e negli aspetti motivazionali della sospensione, dopo assunzione in cronico, quindi nel rinforzo negativo (punizione), proprio del fenomeno astinenziale. La Dopamina è coinvolta nel determinare le proprietà motivazionali delle sostanze attive a livello del SNC. Sostanze come le amfetamine e la cocaina, stimolando i recettori D1 e D2, aumentano il tono dopaminergico, stimolandone il rilascio sinaptico e/o bloccandone la ricaptazione neuronale. La nicotina ed altri alcaloidi contenuti nelle sigarette agiscono in maniera analoga. Alcuni studi neuro-farmacologici hanno indicato che le caratteristiche di rinforzo positivo della cocaina sono bloccate dalla somministrazione d'antagonisti dei recettori dopaminergici.

L'estratto della Mucuna pruriens, contenente una forma naturale di L-dopa, è in grado di aumentare significativamente i livelli di dopamina nell'organismo. [3][4]

Sistema dopaminergico[modifica | modifica sorgente]

Schema del sistema Dopaminico e della Serotonina

I neuroni dopaminergici formano un sistema di neuromodulazione che ha origine nella substantia nigra, nell'area tegmentale ventrale (VTA), e nell'ipotalamo. Questi sono collegati tramite assoni ad ampie zone del cervello attraverso quattro percorsi principali:

  • La Via Mesolimbica collega l'area tegmentale ventrale al nucleus accumbens attraverso l'amigdala e l'ippocampo (entrambi al centro del sistema della ricompensa nel cervello). Si pensa che questa via controlli il comportamento e in modo particolare produca delirio ed allucinazioni quando iperattiva. È anche la via che regola il senso di gratificazione, coinvolto quindi nei fenomeni di dipendenza.
  • La Via Mesocorticale collega l'area tegmentale ventrale del mesencefalo alla corteccia pre-frontale; per il controllo di emozioni e sentimenti.

Recettori della dopamina[modifica | modifica sorgente]

Sono recettori accoppiati a proteine G, il quale principale ligando endogeno è la dopamina, è stato dimostrato che essi esistono nei sistemi cellulari sia come omodimeri che come oligomeri. L'effetto della dopamina dipende dall'espressione di specifici recettori e dalla loro modulazione anche da parte di altri neurotrasmettitori. Vi sono due tipi di recettori della dopamina differenti per caratteristiche farmacologiche e biochimiche, con una diversa affinità di legame sia per la stessa dopamina che per molti altri agonisti ed antagonisti:

Famiglia Sottotipi Funzione Localizzazione Agonisti principali Antagonisti principali
D1
  • D1
  • D5
sono solo postsinaptici

D1 si trovano nello striato, nel talamo, nell’ipotalamo, nel sistema limbico; D5 nell’ippocampo e nell’ipotalamo.

Apomorfina, pergolide Clozapina
D2
  • D2
    • D2Sh
    • D2Lh
  • D3
  • D4
Sono accoppiati a sistemi di trasduzione diversi tra cui Sono sia pre- che postsinaptici

D2 si trovano nello striato, nella sostanza nera e nell’ipofisi, D3 si trovano nel bulbo olfattorio, nello striato laterale e nell’ipotalamo,

D4 si trovano nella corteccia frontale, nel bulbo e nel mesencefalo.

Apomorfina, Bromocriptina, Pramipexolo Aloperidolo,

Sulpiride,

Clozapina

Anche se i recettori della dopamina sono ampiamente distribuiti nel cervello, aree differenti hanno differenti densità di distribuzione dei recettori, presumibilmente riflettendo differenti ruoli funzionali. L'RNA è messaggero dei recettori D1 e D2. Sostanze che attivano i recettori presinaptici (agonisti), producono un’inibizione del neurone dopaminergico riducendone l’attività elettrica, la sintesi e il rilascio di dopamina; mentre sostanze che ne impediscono la funzione (antagonisti), potenziano la trasmissione dopaminergica.

In farmacologia[modifica | modifica sorgente]

Gli antagonisti dopaminergici sono farmaci che trovano ampio utilizzo come neurolettico in ambito psichiatrico, mentre agonisti dopaminergici sono usati sia come terapia di prima scelta nella malattia di Parkinson, sia -in misura minore- come antidepressivi e contro la dipendenza. Va considerato che si possono avere gravi effetti collaterali, come indicato nei foglietti illustrativi solamente dal 2007, quali bulimia, ipersessualità, gioco compulsivo (gioco d'azzardo), acquisti compulsivi in circa l'8% di coloro che sono affetti dalla malattia di Parkinson.

Revivan[modifica | modifica sorgente]

Revivan è il nome commerciale della Dopamina, usato nella Farmacologia clinica cardiovascolare.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Sigma Aldrich; rev. del 01.12.2011 riferita al cloridrato di dopamina
  2. ^ Smaltire presso impianti autorizzati.
  3. ^ Mucuna - Proprietà Mucuna pruriens
  4. ^ Mucuna pruriens - Effetti collaterali controindicazioni e proprietà

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]