Влияние прекурсоров на организм: L-Dopa

Дофамин широко известен как «гормон удовольствия». Когда мы переживаем положительные эмоции, его уровень повышается. И чем ярче и острее наши ощущения, тем больше дофамина мы получим. На этом и строится человеческая система мотивации – биохимия в чистом виде: все великие подвиги и свершения всегда являются попыткой организма получить еще немного дофамина. Со временем были открыты и изучены другие функции этого вещества.

В данной статье разберемся, откуда берется, как работает дофамин и его предшественник L-ДОФА в человеческом теле.

Что такое L-ДОФА и когда он был открыт?

L-Диоксифенилаланин (3,4-дигидроксифенилаланин или L-ДОФА, или ДОФА) – это биологически активное соединение, являющееся прямым предшественником дофамина.

Дофамин совмещает важные функции гормона и нейромедиатора. Поэтому в теле обнаружено несколько мест его производства, в зависимости от дальнейшей точки приложения.

Путь биосинтеза дофамина выглядит так: незаменимая аминокислота фенилаланин поступает в организм с пищей, метаболизируется в клетках печени в L-тирозин. Из его молекулы синтезируется L-диоксифенилаланин. Далее ДОФА специальным переносчиком транспортируется через гематоэнцефалический барьер в мозг, где и превращается в нейромедиатор дофамин. Последующее преобразование идет двумя путями: производство норадреналина и адреналина или расщепление. В качестве гормона дофамин вырабатывается в эндокринных железах и в ряде остальных тканей: в почках, в амакриновых клетках сетчатки, в поджелудочной железе, в клетках костного мозга и селезенки.

Прекурсор дофамина L-ДОФА обнаружен в семенах многих растений (в порядке от большего содержания к меньшему):

В традиционной аюрведе экстракт Мукуны применяется в течение более двух тысяч лет для укрепления здоровья мозга.

Открытие уникального вещества и одного из главных гормонов – дофамина, случилось давно. В качестве химического соединения он был синтезирован впервые в 1910 году, но только через 28 лет ученые обнаружили его роль в цепи производства гормонов норадреналина и адреналина. В 1950-х годах исследователи обнаружили присутствие дофамина в крови, в нейронах головного мозга и в других тканях тела человека.

Следующий виток в истории открытия функций дофамина стартовал в связи с изучением механизма возникновения и лечения болезни Паркинсона. Австрийский биохимик Олег Горникевич выявил взаимосвязь между низким уровнем гормона дофамина с развитием этого заболевания.

А вот роль дофамина как нейромедиатора установил в 1957 году шведский фармаколог Арвид Карлссон, за что в 2000 году был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине. До этого открытия дофамин считался только прекурсором норадреналина. В своих экспериментах ученый нашел связь недостатка дофамина с нарушением двигательных функций. Опытным путем Карлссон показал, что применение L-ДОФА у животных с симптомами болезни Паркинсона уменьшает выраженность клинических проявлений.

Как L-ДОФА влияет на организм?

Главная роль L-ДОФА – быть источником дофамина, поэтому стоит подробно рассмотреть влияние многозадачного дофамина на человеческий организм.

Гормон и нейромедиатор дофамин проявляет свое действие через специфические рецепторы. В настоящее время обнаружено 5 типов дофаминергических рецепторных структур, которые подразделяются на возбуждающие и тормозящие. Интересно, что нумерация рецепторов обозначает последовательность их обнаружения, а не выполняемую роль.

Возбуждающие рецепторы:

Тормозящие рецепторы:

Если обобщить все известные не сегодняшний день сведения о влиянии дофамина, то группы его функций можно описать так:

1. Ответственность за реакции вознаграждения и мотивации. При достижении значимых для конкретного человека результатов происходит повышение выброса дофамина в кровь, и мы испытываем положительные эмоции. И наоборот, при отрицательном результате мозг через снижение содержания и выброса дофамина вводит нас в состояние неудовольствия. Гормон служит для формирования реакции подкрепления в случае успеха, благодаря этому и приобретается мотивация для дальнейшей работы.
2. Контроль поведения. Гормон отвечает за преобразование инстинктивно возникающих импульсов к действию в конкретные шаги к достижению цели. Другими словами, он регулирует исполнение наших желаний, в том числе сексуального характера. Дофамин помогает нам сделать выбор в стратегии поведения в конкретной ситуации. Эта же система ответственна за формирование патологической зависимости, например, наркомании.
3. Контроль двигательных функций. В клинической практике установлено, что постепенная гибель нейронов данной сигнальной цепи приводит к развитию болезни Паркинсона.
4. Регуляция уровня содержания других гормонов в организме, в частности – торможение синтеза пролактина.
5. Влияние на когнитивные способности. Дофамин улучшает концентрацию, повышает сосредоточенность и память, при этом помогает легче переключать внимание в процессе обдумывания решений.

Какие эффекты прекурсора дофамина имеют значение в медицинской практике?

В практической медицине предшественник дофамина используется как лекарственное средство, биологически активен именно L-изомер (существует еще D-форма).

Так как сам дофамин не способен проникать через гематоэнцефалический барьер, то в состав всех лекарств для повышения уровня гормона в организме входит его прекурсор L-ДОФА.

Самым распространенным показанием к назначению препаратов на основе дигидроксифенилаланина является болезнь Паркинсона. Это неврологическое заболевание сопровождается прогрессивной гибелью нейронов, ответственных за выработку нейромедиатора дофамина. Болезнь проявляет себя постоянно ухудшающейся координацией движений, патологическим изменением мышечного тонуса, появлением непроизвольных движений и тремором конечностей. Полностью вылечить заболевание невозможно, но с помощью препаратов L-ДОФА хорошо купируются симптомы двигательных нарушений или дискинезии.

Согласно одной из существующих теорий, долгосрочное патологическое колебание уровня дофамина в организме может стать причиной шизофрении. Это психиатрическое заболевание связывают с повышенным синтезом дофамина в одних отделах головного мозга и пониженной продукцией в других частях. Проводились клинические эксперименты, которые показали, что нарушение работы дофаминергической системы служит одной из причин развития шизофрении и других психотических нарушений. Соответственно, представляет интерес дальнейшее изучение применения агонистов и антагонистов дофамина при этих гиперактивных состояниях.

В отношении влияния на когнитивные способности было выполнено интересное исследование, которое показало, что L-ДОФА усиливает усвоение новых выдуманных слов у людей. Также было отмечено повышение обучаемости в целом.

Один из побочных эффектов применения ДОФА при болезни Паркинсона проложил дорогу изучению применения предшественника дофамина в новом качестве. Стало известно, что прием препарата часто приводит к гиперсексуальности пациентов. Это объясняется чрезмерным насыщением организма дофамином. Потенциально это может быть использовано в лечении сексуальных расстройств и повышении либидо. Правда, авторы исследований говорят о том, что изолированный эффект применения препаратов дофамина не обладает достаточной силой воздействия, но может быть полезен в комплексе с другими лекарствами.

Таким образом, функции дофамина в организме очень разнообразны. Это и один из важнейших гормонов, и нейромедиатор, который улучшает настроение и пробуждает интерес к жизни. Поэтому очень большой потенциал представляет изучение предшественника гормона – вещества L-ДОФА для медицинских целей.

Список литературы:

• 1. Порядин Г. В., Северьянова Л. А., Сергеев О. С. Гормональная регуляция основных физиологических функций организма и механизмы ее нарушения. Москва, 2004
• 2. Leite Tavares R., Conceicao Rodrigues Goncalves M., Souza Aquino J., Suelen Brito da Silva R., Sergio Silva A. Androgenic and Anabolic Possibilities of Mucuna Pruriens. Journal of Food and Nutrition Research. 2017
• 3. Feyder, Bonito-Oliva A., Fisone G. L-DOPA-induced dyskinesia and abnormal signaling in striatal medium spiny neurons: focus on dopamine D1 receptor-mediated transmission. Front. Behav. Neurosci. Oct 2011
• 4. Giuliano F, Allard J. Dopamine and sexual function. Eur Urol. Dec 2001
• 5. Chunyu Zeng, Hironobu Sanada, Hidetsuna Watanabe, Gilbert M. Eisner, Robin A. Felder, Pedro A. Jose. Functional genomics of the dopaminergic system in hypertension. Nov 2004