Katecholaminy – funkcje, właściwości, badania

Katecholaminy – adrenalina, noradrenalina i dopamina – to substancje powszechnie znane. Adrenalina znalazła swoje miejsce nawet we współczesnej polszczyźnie, wyrażenie „poczuć adrenalinę” jest synonimem przeżycia czegoś ekscytującego lub sytuacji bardzo stresującej. Czym są katecholaminy i kiedy obserwuje się ich podwyższony poziom? Sprawdź, jakie badania można wykonać i co wpływa na ich wiarygodność.

Spis treści:

1. Katecholaminy – co to za związki?
2. Jak działają i za co odpowiadają katecholaminy?
3. Czynniki wpływające na wydzielanie katecholamin z rdzenia nadnerczy
4. Katecholaminy – kiedy wykonać badanie?
5. Czynniki wpływające na wynik katecholamin. Jak się przygotować do badania?
6. Podsumowanie

Katecholaminy – co to za związki?

Katecholaminy to rozpuszczalne w wodzie, organiczne związki chemiczne. We krwi człowieka obecne są adrenalina, noradrenalina i dopamina. Są produkowane przez rdzeń nadnerczy oraz włókna układu sympatycznego.

Adrenalina stanowi podstawowy produkt rdzenia nadnerczy – 80% katecholamin uwalnianych z rdzenia to właśnie adrenalina. Syntetyczną pochodną adrenaliny jest izoprenalina – katecholamina, które nie występuje w ludzkim organizmie.

Noradrenalina wytwarzana jest nie tylko w rdzeniu nadnerczy, ale także w pozazwojowych włóknach układu współczulnego. Jest pochodną aminokwasu tyrozyny, która jest również prekursorem hormonów tarczycy – tyroksyny i trójjodotyroniny. Noradrenalina, nazywana również norepinefryną, jest zarówno hormonem, jak i neuroprzekaźnikiem, który pod wpływem uwalnianego z kory nadnerczy kortyzolu podlega konwersji do adrenaliny.

Dopamina, prekursor noradrenaliny, pełni przede wszystkim funkcję neuroprzekaźnika w ośrodkowym układzie nerwowym, a w mniejszych ilościach produkują ją nadnercza i obwodowe zwoje współczulne.

Katecholaminy to związki wytwarzane z tyrozyny, aminokwasu endogennego, który może być syntetyzowany w ludzkim organizmie, ale może być również dostarczany z dietą. Synteza amin katecholowych odbywa się przy udziale kofaktorów i aktywatorów, wśród których są:

• jony żelaza,
• witamina B6, miedź, witamina C – niezbędne w przemianach i powstawaniu dopaminy.

Katecholaminy powstają w organizmie pod wpływem stresu. We krwi krążą w formie związanej z albuminą. Adrenalina magazynowana jest w rdzeniu nadnerczy, noradrenalina zaś w zakończeniach nerwowych.

Rozpad katecholamin ma miejsce w wątrobie, biorą w nim udział dwa enzymy:

• monoaminooksydaza (MAO),
• katecholo-orto-metylotransferaza (COMT).

Adrenalina i noradrenalina obecne w surowicy krwi z organizmu wydalane są z moczem. Część w postaci niezmienionej, część w postaci metabolitów, po przekształceniu do kwasu wanilinomigdałowego (VMA lub HMMA). Okres biologicznego półtrwania katecholamin jest bardzo krótki i wynosi zaledwie kilka minut.

Jak działają i za co odpowiadają katecholaminy?

Katecholaminy wywierają różnorodne działania na procesy metaboliczne i układ sercowo-naczyniowy, uwalniane są w odpowiedzi na stres, wysiłek fizyczny, ból, wstrząs, hipoglikemię czy np. bezpośrednio przed egzaminem. Działają szybciej niż kortyzol – aktywacja układu współczulno-nadnerczowego nie podlega regulacji przez przysadkę.

Hormony rdzenia nadnerczy działają na błonowe receptory adrenergiczne wywierając wielokierunkowe działanie na różne układy organizmu człowieka. Efekt biologiczny przekazywanego sygnału zależy od typu receptora, rodzaju komórki. Może nim być np.:

• wzrost ciśnienia tętniczego wskutek skurczu mięśniówki naczyń krwionośnych,
• uwalnianie wolnych kwasów tłuszczowych z komórek tłuszczowych,
• rozpad glikogenu (substancji zapasowej),
• rozkurcz oskrzeli,
• zahamowanie perystaltyki jelit.

Działanie hormonów rdzenia nadnerczy odbywa się za pośrednictwem receptorów α1 i α2 oraz β1, β2 i β3. Ogólnoustrojowe efekty ich działania są wypadkową siły działania danej aminy na poszczególne receptory oraz gęstości (ilości) receptorów w poszczególnych narządach.

Noradrenalina silnie działa na receptory α, słabiej na receptory β1, a najsłabiej na receptory β2, dlatego głównymi efektami jej działania są:

• wzrost ciśnienia tętniczego krwi,
• przyspieszenie czynności serca,
• zmniejszenie przepływu krwi przez łożysko naczyniowe skóry, nerek, wątroby i mięśni szkieletowych.

Adrenalina natomiast kurczy drobne tętniczki w skórze i nerkach, ale dzięki działaniu na receptory β2, rozkurcza naczynia krwionośne w mięśniach szkieletowych i wątrobie. Powoduje również rozkurcz mięśniówki przewodu pokarmowego (oprócz zwieraczy), ciężarnej macicy i oskrzeli. Wywiera liczne działania metaboliczne, zwiększając stężenie glukozy i wolnych kwasów tłuszczowych we krwi – ważnych substratów dla mięśni w „reakcji walki lub ucieczki” występującej w stresie.

Czynniki wpływające na wydzielanie katecholamin z rdzenia nadnerczy

Do czynników zwiększających wydzielanie amin katecholowych w rdzeniu nadnerczy i powodujących podwyższone katecholaminy we krwi należą:

• pobudzenie nerwowe
• stres
• ból
• głód
• hipoksja – niedotlenienie
• emocje – strach, gniew, agresja
• hipoglikemia – zmniejszenie poziomu glukozy
• aktywność dzienna
• niektóre leki.

Czynniki hamujące wydzielanie katecholamin:

• sen
• medytacja
• blokery receptorów muskarynowych, np. heksametonium.

Katecholaminy – kiedy wykonać badanie?

Wskazania do badania katecholamin:

• potwierdzenie lub wykluczenie guza chromochłonnego nadnerczy, podejrzewanego w przypadku objawów, takich jak: napadowe nadciśnienie tętnicze, rzadziej utrwalone; bóle głowy, zlewne poty, bladość skóry, hipotensja ortostatyczna (nagły spadek ciśnienia tętniczego po pionizacji, czyli zmianie pozycji ciała z leżącej na stojącą), dolegliwości bólowe w obrębie jamy brzusznej, nudności, wymioty, zaparcia, niewyjaśniona utrata masy ciała, zaburzenia rytmu serca;
• podejrzenie obecności nerwiaka zarodkowego (neuroblastoma), przede wszystkim u dzieci (objawy: ból brzucha, klatki piersiowej, pleców, kości, bezbolesne guzki podskórne, niewyjaśniona utrata masy ciała, kaszel, duszność, stany podgorączkowe);
• ocena skuteczności leczenia guza chromochłonnego nadnerczy, ocena nawrotów;
• ocena wydzielania katecholamin w guzach neuroendokrynnych, guzach nadnerczy;
• u osób z silnie obciążonym wywiadem rodzinnym w kierunku guza chromochłonnego;
• ocena pacjentów z dysfunkcjami w obrębie autonomicznego układu nerwowego, z neuropatią autonomiczną.

Czynniki wpływające na wynik katecholamin. Jak się przygotować do badania?

Stężenie katecholamin i ich metabolitów może być oznaczane we krwi lub w moczu. Aby uzyskać wiarygodne wyniki badań, należy się do nich odpowiednio przygotować. Przed rozpoczęciem diagnostyki należy wykluczyć z diety używki i niektóre pokarmy, które mogą wpływać na wynik badania.

Wyniki fałszywie ujemne (badanie wykazuje wartość prawidłową, chociaż w rzeczywistości parametr jest podwyższony) mogą być spowodowane następującymi produktami:

• czekolada
• orzechy brazylijskie
• owoce cytrusowe
• kawa, czarna herbata
• pokarmy zawierające wanilinę.

Wyniki fałszywie dodatnie (badanie wykazuje wartość podwyższoną, chociaż w rzeczywistości parametr jest prawidłowy) mogą być spowodowane przez:

• zwiększoną aktywność układu współczulnego, np. w stresie, w niewydolności serca
• znaczny wysiłek fizyczny
• alkohol
• niektóre leki: paracetamol, benzodiazepiny, trójpierścieniowe leki przeciwdepresyjne, inhibitory MAO, buspiron, metyldopa, lewodopa, pochodne amfetaminy, efedryna i pseudoefedryna, niektóre antybiotyki (np. tetracyklina).

Badanie katecholamin we krwi, w postaci stężenia wolnych metoksykatecholamin (metanefryna i normetanefryna) jest badaniem cechującym się wysoką czułością i swoistością, wynik ujemny z dużym prawdopodobieństwem wyklucza guz chromochłonny. Natomiast badanie poziomu samej adrenaliny, noradrenaliny czy dopaminy ma większe znaczenie podczas napadu objawów klinicznych guza chromochłonnego.

Możliwe jest również badanie katecholamin i ich metabolitów w moczu. Zaleca się również oznaczanie metoksykatecholamin (metanefryny, normetanefryny, 3-metoksytyraminy). Można również zrobić badanie kwasu wanilinomigdałowego, samej adrenaliny i noradrenaliny.

W diagnostyce guza chromochłonnego i oznaczaniu poziomu katecholamin wykorzystuje się również oznaczanie poziomu chromograniny A – białka, które jest wydzielane razem z katecholaminami i pośrednio świadczy o ich poziomie.

Podsumowanie

Katecholaminy to substancje kluczowe dla mobilizacji organizmu w sytuacjach stresu. Zwiększone ich wydzielanie obserwowane jest w kilku jednostkach chorobowych, wówczas badanie poziomu samych katecholamin lub ich metabolitów pomocne jest w diagnostyce tych schorzeń. Należy pamiętać, iż do badania poziomu katecholamin należy się odpowiednio przygotować, ponieważ istnieją czynniki, które mogą ponosić jak i obniżać ich poziom, dając wyniki fałszywie dodatnie lub fałszywie ujemne.

PIŚMIENNICTWO

1. Goldstein DS. Catecholamines 101. Clin Auton Res. 2010 Dec;20(6):331-52. doi: 10.1007/s10286-010-0065-7. Epub 2010 Jul 11. PMID: 20623313; PMCID: PMC3046107.
2. Goldstein DS, Cheshire WP. Roles of catechol neurochemistry in autonomic function testing. Clin Auton Res. 2018 Jun;28(3):273-288. doi: 10.1007/s10286-018-0528-9. Epub 2018 Apr 28. PMID: 29705971; PMCID: PMC8895275.
3. Naskalski J.W., B. Solnica, Dembińska-Kieć; Diagnostyka laboratoryjna z elementami biochemii klinicznej Esteri Edra Urban & Partner Warszawa 2017.
4. https://podyplomie.pl/wiedza/wielka-interna/1312,podstawowe-wiadomosci-o-korze-nadnerczy