A dopamina é um químico orgânico das famílias da catecolamina e da fenetilamina. A dopamina funciona como um neurotransmissor no cérebro.
A sinalização dopaminérgica está associada a um comportamento com motivação vermelha e controle motor com disfunções do sistema dopaminérgico levando a numerosas doenças. Por exemplo, a doença degenerativa de Parkinson é causada pela perda de neurônios secretores de dopamina que levam a uma deficiência motora. Enzo Life Sciences oferece um Kit ELISA de Dopamina para a medição quantitativa da concentração de dopamina no soro, plasma e sobrenadantes de cultura celular.
Initial Discovery of Dopamine’s Role as a Neurotransmitter
Antes de 1957, o ponto de vista predominante era que a 3-hidroxitramina era um intermediário na síntese de norepinefrina e adrenalina da tirosina. Entretanto, entre 1957 e 1959, esforços paralelos de Kathleen Montagu e seus colegas do laboratório Hans Weil-Malherbe no Runwell Hospital (Inglaterra) e Arvin Carlsson e seus colegas da Universidade de Lund (Suécia) ajudaram a levar aos achados iniciais que sugerem coletivamente o papel da dopamina como neurotransmissor no cérebro humano. Em agosto de 1957, Montagu publicou o primeiro artigo que demonstrou suas descobertas sobre os principais neurotransmissores. Como parte de sua pesquisa, ela fez um ensaio em coluna para examinar as quantidades de noradrenalina, adrenalina e 3-hidroxitramina dos tecidos extraídos do cérebro de várias espécies (rato, coelho, cobaia, pintinho, humano e sapo). Montagu especulou que pode haver uma catecolamina adicional semelhante à hidroxitramina, que mais tarde ela confirmou ser 3,4-dihidroxitiramina (“dopamina”) através da cromatografia em papel dos eluatos das resinas que ela utilizou para os tecidos cerebrais extraídos. Em novembro de 1957, Carlsson descobriu que podia reverter os efeitos acinéticos induzidos pela reserpina em seus coelhos por injeção de dopamina e noradrenalina precursora, 3, 4-dihidroxifenilalanina (L-DOPA) por via intravenosa e descobriu que esta estava correlacionada com uma recuperação de dopamina, mas não de noradrenalina. Estes dados sugerem que a falta de dopamina pode ter sido responsável pelo estado acinético observado nos seus animais. Eventualmente, o grupo de Carlsson desenvolveu um ensaio que poderia medir a concentração de dopamina no cérebro e mapeou onde a maior concentração de dopamina estava presente. Eles determinaram que a dopamina era encontrada em altas concentrações no striatum, o maior componente dos gânglios basais. Na época, já era sabido que os gânglios basais desempenhavam um papel fundamental nas funções motoras voluntárias. Estes achados ajudaram a moldar as hipóteses iniciais de que a dopamina pode ser um neurotransmissor chave no controle da função motora.
O que é Dopamina? Onde ela é produzida no cérebro? Como é produzida?
Figura 1: Molécula neurotransmissora de dopamina
Desde sua descoberta inicial, a dopamina, também conhecida como 3, 4-Dihidroxitiramina, tem sido fortemente caracterizada. É constituída por um anel de benzeno com dois grupos laterais de hidroxil ligados a um grupo de aminas através de um grupo etílico. Ela é produzida por neurônios dopaminérgicos no cérebro através da adição de um grupo hidroxila que a transforma em L-DOPA (ou Levo-DOPA) e posterior remoção de um grupo ácido carboxílico da cadeia do lado etílico ligado ao grupo amina resultando em Dopamina. Os neurônios dopaminérgicos que produzem essa molécula de sinalização estão localizados no cérebro na substantia nigra e na área tegmental ventral que estão tanto no cérebro médio quanto no núcleo arqueado do hipotálamo. A dopamina serve como neurotransmissor – um químico liberado pelos neurônios para transmitir um sinal elétrico quimicamente entre um neurônio para o próximo para passar um sinal de e para o sistema nervoso central. Após a produção de dopamina, o neurotransmissor é acondicionado em uma vesícula sináptica, o transportador monoamínico vesicular 2 (VMAT2) e armazenado até que os potenciais de ação induzam a liberação de dopamina na fenda sináptica e causem a ligação aos receptores de dopamina no neurônio pós-sináptico.
Neurotransmissores dopaminérgicos ligam-se a cinco subtipos de receptores dopaminérgicos: D1, D2, D3, D4, e D5, que são membros da família de receptores acoplados à proteína G que estão divididos em duas subclasses principais: tipo D-1 e D-2. A ligação da dopamina a estes receptores inicia cascatas de sinalização responsáveis pela ativação de funções nas áreas associadas do cérebro onde cada tipo de receptor é mais prevalente. Os receptores do tipo D1 são mais prevalentes que os receptores do tipo D2. Para entender como a dopamina funciona no cérebro humano como um neurotransmissor, é necessário observar o efeito da ligação da dopamina aos tipos de receptores do tipo D1 e D2 para exercer seus efeitos através dos sistemas de segundos mensageiros. A ligação da dopamina aos receptores do tipo D1 (D1 e D5) resulta em excitação através da abertura dos canais de Na+ ou inibição através da abertura dos canais de K+. A estimulação dos receptores do tipo D1 induz a ativação da adenilato ciclase, a enzima que converte ATP em AMPc, aumentando assim os níveis de AMPc levando à desinibição da proteína quinase A (PKA) que fosforila os alvos a jusante como a proteína de ligação do elemento regulador de AMPc (CREB). A translocação da CREB para o núcleo e transcrição dependente da CREB de numerosos genes é responsável pela plasticidade sináptica necessária para a aprendizagem e formação da memória. Em contraste, D-2 como a ligação do receptor (D2, D3 e D4) leva à inibição do neurônio alvo, exercendo um efeito oposto de inibição da adenilato ciclase através do acoplamento às proteínas G Gi/o que diminui a produção de cAMP. Se a dopamina é excitatória ou inibitória é uma questão de que tipo de efeito sobre um neurônio alvo é exercido, que é baseado em que tipos de receptores estão na superfície da membrana do neurônio e como o neurônio responde a aumentos ou diminuições na concentração de AMPc.
O que a dopamina faz no cérebro humano?
A dopamina desempenha papéis importantes na função executiva, controle motor, motivação, excitação, reforço e recompensa através de cascatas de sinalização que são exercidas através da ligação a receptores dopaminérgicos nas projeções encontradas na substantia nigra, área tegmental ventral e núcleo arqueado do hipotálamo do cérebro humano.
Na substantia nigra, a via nigro-striatal projeta neurônios dopaminérgicos desde a área de entrada (conhecida como pars compacta) até o estriato dorsal e tem um papel primário no controle da função motora e na aprendizagem das habilidades motoras. Se os neurônios dopaminérgicos na via nigro-striatal degenerarem, isso causa uma desregulação do controle motor, uma marca registrada da doença de Parkinson.
Na área tegmental ventral (VTA), a via mesolímbica projeta-se do córtex pré-frontal para o núcleo acumbente da amígdala, giro cingulado, hipocampo e complexo piriforme do bulbo olfatório. As projeções dopaminérgicas da amígdala e do giro cingulado são responsáveis pela formação e processamento das emoções. No hipocampo, a presença de neurônios dopaminérgicos está associada à aprendizagem, memória de trabalho e formação de memória a longo prazo. Finalmente, o complexo piriforme do bulbo olfactivo é responsável por proporcionar ao ser humano o sentido do olfacto. Na via mesolímbica, a dopamina é liberada durante situações de prazer, causando excitação e influenciando o comportamento (motivações) para buscar a atividade ou ocupação prazerosa e ligar-se aos receptores dopaminérgicos presentes no núcleo accumbens e córtex pré-frontal. O aumento da atividade nas projeções para o núcleo dos acumbens tem um papel importante no reforço e em casos mais extremos com vícios.
No núcleo arqueado do hipotálamo, os neurônios dopaminérgicos compõem a via tuberoinfundibular que se projeta para a glândula pituitária e inibe a secreção da prolactina hormonal. A dopamina produzida pelos neurônios do núcleo arqueado é liberada nos vasos sanguíneos hipotálamo-hipofisários que fornecem dopamina à hipófise para inibir a produção de prolactina.
Medição quantitativa dos níveis de dopamina nas amostras
A avaliação dos níveis de dopamina, uma vez que eles pertencem à desregulação das funções associadas a certas porções do cérebro, é um alvo atraente para a pesquisa neurocientífica. A Enzo Life Sciences oferece um Kit ELISA de Dopamina, que é um imunoensaio colorimétrico competitivo capaz de quantificar dopamina em soro, plasma, homogeneizados de tecidos e outros fluidos biológicos. Este kit é altamente específico para a dopamina humana e tem uma reactividade cruzada insignificante entre a detecção de dopamina humana e os seus análogos. Este imunoensaio altamente sensível tem um intervalo de detecção que pode detectar apenas 1,56 ng/ml e até 100ng/ml (Figura 1). Além disso, este produto foi projetado com alta sensibilidade, alta reprodutibilidade de lote para lote e baixo tempo de resposta e oferece um protocolo simples que pode produzir resultados quantitativos e confiáveis para nossos usuários finais em menos de 2 horas para até 40 amostras em duplicata.
Figure 2: Curva padrão do Kit ELISA de Dopamina (ENZ-KIT188) que representa uma curva padrão típica (1,56 ng/ml-100ng/ml).
Enzo Life Sciences fornece uma grande variedade de produtos para suas necessidades de pesquisa em Neurociência e Imunologia. Oferecemos outros imunoensaios neurotransmissores, como nosso Kit ELISA de Serotonina e o Kit ELISA de Histamina e uma grande seleção de anticorpos para estudar neurotransmissores como ACTH, ANP, BNP, CCK, CGRP, NPY, GABA, GLP-1 e Substância P. O abrangente portfólio da Enzo inclui nossa Biblioteca de neurotransmissores SCREEN-WELL, que contém 661 ligandos receptores CND em um formato de 96 poços. Consulte nossas plataformas de Neurociência e Sinalização Celular/ Transdução de Sinais para obter mais informações ou entre em contato com nosso Serviço de Suporte Técnico para obter mais assistência.