تويت
كاتيكولامين Catecholamine - Catécholamine
الكاتيكولامين
الكاتيكولامينات catecholamines، هي مجموعة من المركبات الكيمياوية المشتقة من الحمض الأميني تيروزين tyrosine، تعمل كهرمونات ونواقل عصبية neurotransmitters، وتشمل الأدرينالين[ر] (ويسمى أيضاً إيبينيفرينepinephrine) والنورأدرينالين (ويسمى أيضاً نورإيبينيفرين norepinephrine) والدوبامين[ر]. ويتم إفراز هذه المواد بشكل رئيس من الخلايا الكرِمة chromaffin cells الموجودة في لب الغدة الكظرية adrenal medulla، ومن الألياف ما بعد العقد postganglionic في الجملة العصبية الودية sympathetic.
يبدأ التركيب الحيوي للكاتيكولامين من الحمض الأميني الأساسي فينيل ألانين phenylalanine، الوارد مع الطعام، والذي يتحوّل إلى تيروزين بوساطة خميرة هيدروكسيلاز الفينيل ألانين، ويتحول التيروزين إلى دي هيدروكسي فينيل ألانين (ويعرف باسم دوبا DOPA) بوساطة خميرة هيدروكسيلاز التيروزين، ثم يتحول الدوبا إلى دوبامين بوساطة خميرة دي كاربوكسيلاز، ويتحول الدوبامين إلى نورأدرينالين بوساطة خميرة البيتا هيدروكسيلاز. ويكون النورأدرينالين هو المنتج النهائي للكاتيكولامين في المحاور العصبية الودية وفي 15% ـ20% من الخلايا الكرِمة، في 80% ـ 85% من الخلايا الكرِمة ينقلب النورأدرينالين إلى أدرينالين بوساطة تفاعل خمائري آخر.
ويتم إطلاق الكاتيكولامين من الخلايا الكرِمة ومن المحاور العصبية بآلية التسرّب (exocytosis)، حيث تنطلق هذه المواد من أماكن تخزينها إلى جهاز الدوران. ويتم استقلاب الكاتيكولامينات في الدم عن طريق الخميرة المؤكسدة وحيدة الأمين monoamine oxidase (MAO) وخميرة الكاتيكول الناقلة للميثيل (COMT) cathechol methyl transferase حيث يستقلب الأدرينالين والنورأدرينالين إلى حمض الفانيل مانديليك (VMA) vanillyl mandelic acid، ويستقلب الدوبامين إلى حمض الهوموفانيليك homovanillic acid. إن نصف عمر الكاتيكولامينات في جهاز الدوران قصير جداً إذ يراوح بين دقيقة واحدة ودقيقتين، ويتم التخلص منها من جهاز الدوران عن طريق القبط العصبيneural uptake، كما يطرح قسم منها على نحو مباشر عن طريق الكلية، ويطرح قسم آخر بشكل مرتبط في الأنبوب الهضمي.
وسيتم البحث هنا في النورأدرينالين بشكل أكثر تفصيلاً من البحث في الأدرينالين والدوبامين. إن التركيب الكيمياوي للنورأدرينالين هو C8H11NO3، وتظهر تأثيراته الدينمية الدموية hemodynamic (الحركية) عن طريق ارتباطه بمستقبلات receptors خاصة بالكاتيكولامين، وهي تقسم إلى مجموعتين رئيسيتين؛ هما ألفا وبيتا ولكل منهما مجموعات فرعية. وتتطلب التأثيرات الدينمية الدموية للنورأدرينالين وجود تراكيز عالية منه في جهاز الدوران، فبينما تتراوح المقادير الطبيعية خلال التنبيه الفيزيولوجي للجملة العصبية الودية بين 200 إلى 1000بيكوغرام/مل، فإن تأثيراته على معدل ضربات القلب وعلى الضغط الشرياني يتطلب تراكيز عالية تتجاوز 1000 إلى 2000بيكوغرام/مل. فعلى مستوى المستقبلات بيتا يعدُّ النورأدرينالين شاد قوي agonist للمستقبلات بيتا1 (تأثير على قوة تقلص العضلة القلبية وسرعتها) وشاد ضعيف للمستقبلات بيتا2 (تأثير موسع وعائي)، أما على مستوى المستقبلات ألفا فيعدّ النورأدرينالين شاد فعّال للمستقبلات ألفا1 (تأثير مقبض وعائي) وللمستقبلات ألفا2 (تأثير وعائي وتأثير عصبوني neuronal). إن إعطاء النورأدرينالين عن طريق الحقن الوريدي يؤدي إلى ارتفاع حاد بالضغط الشرياني الانقباضي والانبساطي بتنبيهه للمستقبلات ألفا وبيتا، ويترافق التقبض الوعائي مع بطء قلب ارتكاسي. وبمقارنة النورأدرينالين مع الأدرينالين، يتبين أن الأخير له تأثير شاد للمستقبلات بيتا1 و بيتا2، وهو أيضاً أكثر قوة بتأثيره الشاد للمستقبلات ألفا1 وألفا2، وأن إعطاءه عن طريق الوريد يؤدي إلى ارتفاع الضغط الانقباضي وتسرع القلب وزيادة النتاج القلبي وهبوط الضغط الانبساطي والمقاومة الوعائية المحيطية.
يؤدي اضطراب إفراز الكاتيكولامين إلى ظهور متلازمات مرضية معروفة؛ ففي ورم القواتم Pheochromocytoma، وهو ورم ينشأ على حساب الخلايا الكرِمة في لب الكظر، تظهر أعراض وعلامات وصفية لزيادة إطلاق الكاتيكولامين بشكل نوبي، وتشمل ارتفاع الضغط الشرياني وتسرع القلب والتعرق. ويعدّ ورم القواتم سبباً نادراً لارتفاع الضغط الشرياني لكنه سبب مهم، لأن اكتشافه وعلاجه باستئصال الورم قد يؤدي إلى شفاء ارتفاع الضغط الشرياني عند بعض المرضى. ويتم تشخيص ورم القواتم بمعايرة مستقلبات الكاتيكولامين في البول، وبإجراء تصوير طبقي محوري CT على مستوى الكظرين.
يندر أن يؤدي استئصال الغدتين الكظريتين إلى حالة عوز بالكاتيكولامين عند معظم الناس. ولكن وصفت حالات وراثية من عوز خميرة الدوبامين بيتاهيدروكسيلاز، والتي يكون فيها مستوى الأدرينالين والنورأدرينالين منخفضاً بشدة في الدم وفي البول وفي السائل الدماغي الشوكي, وتتظاهر هذه المتلازمة بهبوط ضغط قيامي orthostatic hypotension شديد وبحدوث إطراق في الأجفان ptosis وباحتقان أنفي وفرط تمدد في المفاصل. ويتم تشخيص هذه المتلازمة عند مرضى هبوط الضغط القيامي الشديد بقياس نسبة النورأدرينالين إلى الدوبامين في البلازما حيث تكون أقل من 1، كما تكون فعالية خميرة الدوبامين بيتا هيدروكسيلاز في البلازما شبه معدومة.
إن المرضى السكريين المعالجين بالأنسولين معرضون للإصابة بنوب من نقص سكر الدم، ويعاوض الجسم عادة عن ذلك بزيادة إفراز الأدرينالين والغلوكاغون glucagon من أجل زيادة سكر الدم عن طريق تحلل الغليكوجين في الكبد، إلا أن المرضى السكريين المصابين باعتلال في الجملة العصبية الذاتيةautonomic neuropathy تضطرب عندهم آلية المعاوضة هذه مما يؤدي إلى زيادة مدة نوب نقص السكر.
وأخيراً، يعدُّ النورأدرينالين من الأدوية الأساسية في معالجة العديد من حالات الصدمة وهبوط الضغط الشديد حيث يعطى بشكل تسريب وريدي من محلوله الممدد.
عبد الساتر رفاعي
الكاتيكولامين
الكاتيكولامينات catecholamines، هي مجموعة من المركبات الكيمياوية المشتقة من الحمض الأميني تيروزين tyrosine، تعمل كهرمونات ونواقل عصبية neurotransmitters، وتشمل الأدرينالين[ر] (ويسمى أيضاً إيبينيفرينepinephrine) والنورأدرينالين (ويسمى أيضاً نورإيبينيفرين norepinephrine) والدوبامين[ر]. ويتم إفراز هذه المواد بشكل رئيس من الخلايا الكرِمة chromaffin cells الموجودة في لب الغدة الكظرية adrenal medulla، ومن الألياف ما بعد العقد postganglionic في الجملة العصبية الودية sympathetic.
يبدأ التركيب الحيوي للكاتيكولامين من الحمض الأميني الأساسي فينيل ألانين phenylalanine، الوارد مع الطعام، والذي يتحوّل إلى تيروزين بوساطة خميرة هيدروكسيلاز الفينيل ألانين، ويتحول التيروزين إلى دي هيدروكسي فينيل ألانين (ويعرف باسم دوبا DOPA) بوساطة خميرة هيدروكسيلاز التيروزين، ثم يتحول الدوبا إلى دوبامين بوساطة خميرة دي كاربوكسيلاز، ويتحول الدوبامين إلى نورأدرينالين بوساطة خميرة البيتا هيدروكسيلاز. ويكون النورأدرينالين هو المنتج النهائي للكاتيكولامين في المحاور العصبية الودية وفي 15% ـ20% من الخلايا الكرِمة، في 80% ـ 85% من الخلايا الكرِمة ينقلب النورأدرينالين إلى أدرينالين بوساطة تفاعل خمائري آخر.
ويتم إطلاق الكاتيكولامين من الخلايا الكرِمة ومن المحاور العصبية بآلية التسرّب (exocytosis)، حيث تنطلق هذه المواد من أماكن تخزينها إلى جهاز الدوران. ويتم استقلاب الكاتيكولامينات في الدم عن طريق الخميرة المؤكسدة وحيدة الأمين monoamine oxidase (MAO) وخميرة الكاتيكول الناقلة للميثيل (COMT) cathechol methyl transferase حيث يستقلب الأدرينالين والنورأدرينالين إلى حمض الفانيل مانديليك (VMA) vanillyl mandelic acid، ويستقلب الدوبامين إلى حمض الهوموفانيليك homovanillic acid. إن نصف عمر الكاتيكولامينات في جهاز الدوران قصير جداً إذ يراوح بين دقيقة واحدة ودقيقتين، ويتم التخلص منها من جهاز الدوران عن طريق القبط العصبيneural uptake، كما يطرح قسم منها على نحو مباشر عن طريق الكلية، ويطرح قسم آخر بشكل مرتبط في الأنبوب الهضمي.
وسيتم البحث هنا في النورأدرينالين بشكل أكثر تفصيلاً من البحث في الأدرينالين والدوبامين. إن التركيب الكيمياوي للنورأدرينالين هو C8H11NO3، وتظهر تأثيراته الدينمية الدموية hemodynamic (الحركية) عن طريق ارتباطه بمستقبلات receptors خاصة بالكاتيكولامين، وهي تقسم إلى مجموعتين رئيسيتين؛ هما ألفا وبيتا ولكل منهما مجموعات فرعية. وتتطلب التأثيرات الدينمية الدموية للنورأدرينالين وجود تراكيز عالية منه في جهاز الدوران، فبينما تتراوح المقادير الطبيعية خلال التنبيه الفيزيولوجي للجملة العصبية الودية بين 200 إلى 1000بيكوغرام/مل، فإن تأثيراته على معدل ضربات القلب وعلى الضغط الشرياني يتطلب تراكيز عالية تتجاوز 1000 إلى 2000بيكوغرام/مل. فعلى مستوى المستقبلات بيتا يعدُّ النورأدرينالين شاد قوي agonist للمستقبلات بيتا1 (تأثير على قوة تقلص العضلة القلبية وسرعتها) وشاد ضعيف للمستقبلات بيتا2 (تأثير موسع وعائي)، أما على مستوى المستقبلات ألفا فيعدّ النورأدرينالين شاد فعّال للمستقبلات ألفا1 (تأثير مقبض وعائي) وللمستقبلات ألفا2 (تأثير وعائي وتأثير عصبوني neuronal). إن إعطاء النورأدرينالين عن طريق الحقن الوريدي يؤدي إلى ارتفاع حاد بالضغط الشرياني الانقباضي والانبساطي بتنبيهه للمستقبلات ألفا وبيتا، ويترافق التقبض الوعائي مع بطء قلب ارتكاسي. وبمقارنة النورأدرينالين مع الأدرينالين، يتبين أن الأخير له تأثير شاد للمستقبلات بيتا1 و بيتا2، وهو أيضاً أكثر قوة بتأثيره الشاد للمستقبلات ألفا1 وألفا2، وأن إعطاءه عن طريق الوريد يؤدي إلى ارتفاع الضغط الانقباضي وتسرع القلب وزيادة النتاج القلبي وهبوط الضغط الانبساطي والمقاومة الوعائية المحيطية.
يؤدي اضطراب إفراز الكاتيكولامين إلى ظهور متلازمات مرضية معروفة؛ ففي ورم القواتم Pheochromocytoma، وهو ورم ينشأ على حساب الخلايا الكرِمة في لب الكظر، تظهر أعراض وعلامات وصفية لزيادة إطلاق الكاتيكولامين بشكل نوبي، وتشمل ارتفاع الضغط الشرياني وتسرع القلب والتعرق. ويعدّ ورم القواتم سبباً نادراً لارتفاع الضغط الشرياني لكنه سبب مهم، لأن اكتشافه وعلاجه باستئصال الورم قد يؤدي إلى شفاء ارتفاع الضغط الشرياني عند بعض المرضى. ويتم تشخيص ورم القواتم بمعايرة مستقلبات الكاتيكولامين في البول، وبإجراء تصوير طبقي محوري CT على مستوى الكظرين.
يندر أن يؤدي استئصال الغدتين الكظريتين إلى حالة عوز بالكاتيكولامين عند معظم الناس. ولكن وصفت حالات وراثية من عوز خميرة الدوبامين بيتاهيدروكسيلاز، والتي يكون فيها مستوى الأدرينالين والنورأدرينالين منخفضاً بشدة في الدم وفي البول وفي السائل الدماغي الشوكي, وتتظاهر هذه المتلازمة بهبوط ضغط قيامي orthostatic hypotension شديد وبحدوث إطراق في الأجفان ptosis وباحتقان أنفي وفرط تمدد في المفاصل. ويتم تشخيص هذه المتلازمة عند مرضى هبوط الضغط القيامي الشديد بقياس نسبة النورأدرينالين إلى الدوبامين في البلازما حيث تكون أقل من 1، كما تكون فعالية خميرة الدوبامين بيتا هيدروكسيلاز في البلازما شبه معدومة.
إن المرضى السكريين المعالجين بالأنسولين معرضون للإصابة بنوب من نقص سكر الدم، ويعاوض الجسم عادة عن ذلك بزيادة إفراز الأدرينالين والغلوكاغون glucagon من أجل زيادة سكر الدم عن طريق تحلل الغليكوجين في الكبد، إلا أن المرضى السكريين المصابين باعتلال في الجملة العصبية الذاتيةautonomic neuropathy تضطرب عندهم آلية المعاوضة هذه مما يؤدي إلى زيادة مدة نوب نقص السكر.
وأخيراً، يعدُّ النورأدرينالين من الأدوية الأساسية في معالجة العديد من حالات الصدمة وهبوط الضغط الشديد حيث يعطى بشكل تسريب وريدي من محلوله الممدد.
عبد الساتر رفاعي