Dopamina este o substanță chimică organică din familia catecolaminelor și a fenetilaminelor. Dopamina funcționează ca neurotransmițător în creier.
Semnalizarea dopaminergică este asociată cu comportamentul motivat de recompensă și controlul motor, disfuncțiile sistemului dopaminergic ducând la numeroase boli. De exemplu, boala degenerativă Parkinson este cauzată de pierderea neuronilor care secretă dopamină, ceea ce duce la afectare motorie. Enzo Life Sciences oferă un kit ELISA Dopamină pentru măsurarea cantitativă a concentrației de dopamină în ser, plasmă și supranaturile culturilor celulare.
Descoperirea inițială a rolului de neurotransmițător al dopaminei
Înainte de 1957, punctul de vedere predominant era că 3-hidroxitiramina era un intermediar în sinteza norepinefrinei și adrenalinei din tirozină. Cu toate acestea, între 1957 și 1959, eforturile paralele ale lui Kathleen Montagu și ale colegilor săi de la laboratorul Hans Weil-Malherbe de la Spitalul Runwell (Anglia) și ale lui Arvin Carlsson și ale colegilor săi de la Universitatea Lund (Suedia) au contribuit la realizarea primelor descoperiri care, în mod colectiv, vor sugera rolul dopaminei ca neurotransmițător în creierul uman. În august 1957, Montagu a publicat prima lucrare care a demonstrat descoperirile sale privind neurotransmițătorii cheie. În cadrul cercetărilor sale, ea a efectuat un test pe bază de coloană pentru a examina cantitățile de noradrenalină, adrenalină și 3-hidroxitiramină din țesuturile extrase din creierul mai multor specii (șobolan, iepure, cobai, pui, om și broască). Montagu a speculat că ar putea exista o catecolamină suplimentară similară hidroxitiraminei, pe care ulterior a confirmat-o ca fiind 3,4-dihidroxitiramina („dopamina”) prin cromatografie pe hârtie a eluaților din rășinile pe care le-a folosit pentru țesuturile cerebrale extrase. În noiembrie 1957, Carlsson a constatat că putea inversa efectele akinetice pe care reserpina le inducea la iepurii săi prin injectarea intravenoasă a precursorului dopaminei și noradrenalinei, 3,4-dihidroxifenilalanina (L-DOPA) și a constatat că aceasta se corela cu o recuperare a dopaminei, dar nu și a noradrenalinei. Aceste date au sugerat că lipsa de dopamină ar fi putut fi responsabilă pentru starea akinetică observată la animalele sale. În cele din urmă, grupul lui Carlsson a dezvoltat un test care putea măsura concentrația de dopamină în creier și a cartografiat locul în care era prezentă cea mai mare concentrație de dopamină. Ei au determinat că dopamina se găsea în concentrații ridicate în striatum, cea mai mare componentă a ganglionilor bazali. La acea vreme, era deja bine cunoscut faptul că ganglionii bazali jucau un rol cheie în funcțiile motorii voluntare. Aceste constatări au contribuit la conturarea ipotezelor inițiale conform cărora dopamina ar putea fi un neurotransmițător cheie în controlul funcției motorii.
Ce este dopamina? Unde este produsă în creier? Cum este produsă?
Figura 1: Molecula neurotransmițătorului dopamină
De la descoperirea sa inițială, dopamina, cunoscută și sub numele de 3, 4-Dihidroxitiramina, a fost puternic caracterizată. Este alcătuită dintr-un inel benzenic cu două grupări laterale hidroxil atașate la o grupare amină prin intermediul unei grupări etil. Este produsă de neuronii dopaminergici din creier din tirozină prin adăugarea unei grupe hidroxil care o transformă în L-DOPA (sau Levo-DOPA) și îndepărtarea ulterioară a unei grupe de acid carboxilic din lanțul lateral etilic legat de grupa amină, rezultând Dopamina. Neuronii dopaminergici care produc această moleculă de semnalizare sunt localizați în creier la nivelul substantia nigra și al zonei tegmentale ventrale, care sunt ambele situate în mezencefal, precum și în nucleul arcuit al hipotalamusului. Dopamina servește ca neurotransmițător – o substanță chimică eliberată de neuroni pentru a transmite un semnal electric pe cale chimică între un neuron și altul pentru a transmite un semnal către și dinspre sistemul nervos central. După producerea dopaminei, neurotransmițătorul este împachetat într-o veziculă sinaptică, transportatorul vezicular de monoamină 2 (VMAT2) și este stocat până când potențialele de acțiune induc eliberarea dopaminei în fanta sinaptică și determină legarea la receptorii de dopamină de pe neuronul postsinaptic.
Neurotransmițătorii de dopamină se leagă la cinci subtipuri de receptori ai dopaminei: D1, D2, D3, D3, D4 și D5, care sunt membri ai familiei de receptori cuplați cu proteina G care sunt împărțiți în două subclase majore: D-1-like și D-2-like. Legarea dopaminei la acești receptori inițiază cascade de semnalizare responsabile de activarea funcțiilor în zonele asociate ale creierului în care fiecare tip de receptor este cel mai răspândit. Receptorii de tip D1 sunt mai prevalenți decât receptorii de tip D2. Pentru a înțelege modul în care dopamina funcționează în creierul uman ca neurotransmițător, este necesar să se analizeze efectul legării dopaminei la tipurile de receptori de tip D1-like și D2-like pentru a-și exercita efectele prin intermediul sistemelor de mesageri secundari. Legarea dopaminei la receptorii de tip D1 (D1 și D5) are ca rezultat excitarea prin deschiderea canalelor Na+ sau inhibarea prin deschiderea canalelor K+. Stimularea receptorilor de tip D1 induce activarea adenilatciclazei, enzima care convertește ATP în cAMP, crescând astfel nivelurile de cAMP, ceea ce duce la dezinhibarea proteinei kinazei A (PKA) care fosforilează țintele din aval, cum ar fi proteina de legare a elementului de reglare a cAMP (CREB). Translocarea CREB în nucleu și transcrierea dependentă de CREB a numeroase gene este responsabilă de plasticitatea sinaptică necesară pentru învățarea și formarea memoriei. În schimb, legarea receptorilor D-2 like (D2, D3 și D4) duce la inhibarea neuronului țintă prin exercitarea unui efect opus de inhibare a adenilatciclazei prin cuplarea la proteinele G Gi/o, ceea ce scade producția de AMPc. Dacă dopamina este excitantă sau inhibitoare este o chestiune legată de tipul de efect exercitat asupra unui neuron țintă, care se bazează pe tipurile de receptori de pe suprafața membranară a neuronului și pe modul în care neuronii răspund la creșteri sau scăderi ale concentrației de AMPc.
Ce face dopamina în creierul uman?
Dopamina joacă roluri importante în funcția executivă, controlul motor, motivația, excitarea, întărirea și recompensa prin cascade de semnalizare care se exercită prin legarea la receptorii dopaminergici la nivelul proiecțiilor care se găsesc în substantia nigra, zona tegmentală ventrală și nucleul arcuat al hipotalamusului din creierul uman.
În substantia nigra, calea nigro-striatală proiectează neuronii dopaminergici din zona de intrare (cunoscută sub numele de pars compacta) către striatumul dorsal și joacă un rol principal în controlul funcției motorii și în învățarea abilităților motorii. În cazul în care neuronii dopaminergici din calea nigro-striatală degenerează, acest lucru determină o dereglare a controlului motor, un semn distinctiv al bolii Parkinson.
În zona tegmentală ventrală (VTA), calea mezolimbică se proiectează de la cortexul prefrontal la nucleul accumbens din amigdala, girusul cingular, hipocampul și complexul piriform al bulbului olfactiv. Proiecțiile dopaminergice din amigdala și din girusul cingular sunt responsabile de formarea și procesarea emoțiilor. În hipocampus, prezența neuronilor dopaminergici este asociată cu învățarea, memoria de lucru și formarea memoriei pe termen lung. În cele din urmă, complexul piriform al bulbului olfactiv este responsabil pentru faptul că oamenii au simțul olfactiv. În calea mezolimbică, dopamina este eliberată în timpul situațiilor plăcute, provocând excitare și influențează comportamentul (motivațiile) pentru a căuta activitatea sau ocupația plăcută și se leagă de receptorii dopaminergici prezenți în nucleul accumbens și în cortexul prefrontal. Activitatea crescută a proiecțiilor către nucleul accumbens joacă un rol major în întărire și, în cazuri mai extreme, în cazul dependențelor.
În nucleul arcuat al hipotalamusului, neuronii dopaminei alcătuiesc calea tuberoinfundibulară care se proiectează către glanda pituitară și inhibă secreția hormonului prolactină. Dopamina produsă de neuronii din nucleul arcuat este eliberată în vasele sanguine hipotalamo-hipofizare care alimentează glanda pituitară cu dopamină pentru a inhiba producția de prolactină.
Măsurarea cantitativă a nivelurilor de dopamină în probe
Evaluarea nivelurilor de dopamină în ceea ce privește dereglarea funcțiilor asociate cu anumite porțiuni ale creierului este o țintă atractivă pentru cercetarea în domeniul neuroștiințelor. Enzo Life Sciences oferă un kit ELISA Dopamină, care este un imunodozator colorimetric competitiv capabil să cuantifice dopamina în ser, plasmă, omogenate tisulare și alte fluide biologice. Acest kit este foarte specific pentru dopamina umană și are o reactivitate încrucișată neglijabilă între detectarea dopaminei umane și a analogilor săi. Acest imunodozator foarte sensibil are un interval de detecție care poate detecta de la 1,56 ng/ml până la 100 ng/ml (figura 1). În plus, acest produs a fost conceput cu o sensibilitate ridicată, o reproductibilitate ridicată de la lot la lot și un timp redus până la rezultat și oferă un protocol simplu care poate produce rezultate fiabile și cantitative pentru utilizatorii noștri finali în mai puțin de 2 ore pentru până la 40 de probe în dublu exemplar.
Figura 2: Curba standard a kitului ELISA pentru dopamină (ENZ-KIT188) care descrie o curbă standard tipică (1,56 ng/ml-100ng/ml).
Enzo Life Sciences oferă o mare varietate de produse pentru nevoile dumneavoastră de cercetare în domeniul neuroștiinței și imunologiei. Oferim alte imunodozări pentru neurotransmițători, cum ar fi kitul ELISA pentru Serotonină și kitul ELISA pentru Histamină, precum și o selecție largă de anticorpi pentru studierea neurotransmițătorilor, cum ar fi ACTH, ANP, BNP, CCK, CGRP, NPY, GABA, GLP-1 și Substanța P. Portofoliul cuprinzător al Enzo include biblioteca noastră de neurotransmițători SCREEN-WELL, care conține 661 de liganzi ai receptorilor CND într-un format de 96 de godeuri. Vă rugăm să consultați platformele noastre de neuroștiință și de semnalizare celulară/transducție a semnalelor pentru mai multe informații sau nu ezitați să contactați serviciul nostru de asistență tehnică pentru asistență suplimentară.