Oktopamin (neurotransmiter)

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
Oktopamin
Octopamin.svg
(S)-Octopamine molecule ball.png
Općenito
Hemijski spojOktopamin
Druga imena
IUPAC ime: (RS)-4-(2-amino-1-hidroksi-etil)fenol
Molekularna formulaC8H11NO2
CAS registarski broj104-14-3
Osobine1
1 Gdje god je moguće korištene su SI jedinice. Ako nije drugačije naznačeno, dati podaci vrijede pri standardnim uslovima.

Oktopamin (molekulska formula C8H11NO2), također poznat kao para-oktopamini i drugim nazivima) je organski hemijski spoj usko povezana s norepinefrinom, a sintetizirana biološki, homolognim putem. Ime potiče od činjenice da je prvi put identificiran u žlijezdama hobotnica.

Kod mnogih vrsta beskičmenjaka, oktopamin je važan neurotransmiter i hormon. U protostomijskim člankonožaca, mehkušaca i nekoliko vrsta glista – zamjenjuje norefinefrin i obavlja funkcije naizgled slične onima norepinefrina kod sisara, opisane kao mobiliziranje za djelovanje tijela i nervnog sistema. U sisara, oktokamin se nalazi samo u tragovima, a za njega nije utvrđena nijedna biološka funkcija. Također se prirodno nalazi u brojnim biljkama, uključujući gorku narandžu.[1][2] Octopamin se prodaje pod trgovačkim imenima kao što su Epirenor, Norden i Norfen koji se koriste kao simpatomimetički lijek, dostupan na recept.

Funkcije[uredi | uredi izvor]

Ćelijski efekti[uredi | uredi izvor]

Oktopamin ima efekte vezanjem i aktiviranjem receptora smještenih na površini ćelija. Ovi receptori uglavnom su proučavani kod insekata, gdje ih možemo podijeliti u tri vrste:

  • alfa-adrenergične (OctαR), koji su strukturno i funkcionalno slični noradrenergičkim receptorima alfa-1 kod sisara;
  • beta-adrenergični (OctβR) koji su strukturno i funkcijski slični noradrenergičkim beta receptorima kod sisara; i
  • miješani oktopaminski / tiraminski receptori (TyrR), koji su strukturno i funkcijski slični noradrenergičkim receptorima alfa-2 kod sisara.[3] Receptori u klasi TyrR, međutim, uglavnom snažnije aktiviraju tiramin nego oktopamin.

Kod kičmenjaka nisu utvrđeni receptori za oktopamin. Oktopamin se slabo veže na receptore za norepinefrin i epinefrin, ali nije jasno da li to ima bilo kakav funkcilski značaj. Snažeje se veže za receptor povezan sa aminom (TAAR), posebno TAAR1.

Beskičmenjaci[uredi | uredi izvor]

Oktopamin prvi je otkrio italijanski naučnik Vittorio Erspamer, 1948[4] u pljuvačnim žlijezdama hobotnice i otada je otkriveno da djeluje kao neurotransmiter, neurohormon i neuromodulator u beskičmenjaka. Iako je Erspamer otkrio pojavu u prirodi i nazvao je oktopamin, zapravo je postojao dugi niz godina kao farmaceutski proizvod.[5] It is widely used in energy-demanding behaviors by all insects, crustaceans (crabs, lobsters, crayfish), and spiders. Such behaviors include flying,[6] egg-laying,[7] and jumping.[8][9]

Kod insekata, oktopamin djeluje kao ekvivalent norepinefrina i uključen je u regulaciju agresije kod beskičmnjaka, s različitim učincima na različite vrste. Studije su pokazale da smanjenje neurotransmitera oktopamina i sprečavanje kodiranja tiramin-beta kidroksilaze (enzim koji pretvara tiramin u oktopamin) smanjuje agresiju u rodu Drosophila, bez uticaja na druga ponašanja.[10]

Kod insekata, oktopamin oslobađa određeni broj neurona, ali djeluje široko na čitav centralnii mozak, na sve čulne organe i na nekoliko neuronskih tkiva.[11][12] U toraksnim ganglijama, oktopamin se primarno oslobađa DUM (dorzalno neparni medijan) i VUM (medijalno neparni medijan) neurona, koji oslobađaju oktopamin na nervne, mišićne i periferne mete.[13][14] Ovi neuroni su važni za posredovanje energetski zahtjevnih motornih ponašanja, kao što su skakanje i bježanje. Naprimjer, skakalni DUM neuron oslobađa oktopamin na mišiće ekstenzora tibije kako bi povećao mišićnu napetost i povećao brzinu opuštanja. Ove akcije promoviraju efikasnu kontrakciju mišića nogu za skakanje.[11] Tokom leta, neuroni DUM su također aktivni i oslobađaju oktopamin po tijelu radi sinhronizacije energetskog metabolizma, disanja, mišićne aktivnosti i aktivnosti interneurona u letu.[6]

Kod medonosne pčele i voćnih mušoca, oktopamin ima veliku ulogu u učenju i pamćenju. U svjetlaca, oslobađanje oktopamina dovodi do stvaranja svjetlosti u lanterni (svjetlećem organu).[15][16]

U jastoga, oktopamin u određenoj mjeri usmjerava i koordinira neurohormon u centralnom živčanom sistemu, te je primijećeno da unošenje oktopamina u jastoga i rakove rezultira proširenjem udova i trbuha.[17]

Heberlein et al.[18] proveli su ispitivanja tolerancije voćnii mušica na alkohol; otkrili su da mutacija koja je uzrokovala deficit oktopamina uzrokuje i nižu toleranciju na alkohol.[19][20][21][22]

Osa smaragdnog ogrtača ujeda domaćina zbog svojih larvi u glavnoj gangliji (mozgu). Otrov blokira oktopaminske receptore [23] a žohar ne pokazuje normalne reakcije bijega, preuveličavajući se. Postaje poslušan i osa ga vodi do larve povlačenjem za antene poput povodca.[24]

Kičmenjaci[uredi | uredi izvor]

U kičmenjaka oktopamin zamjenjuje norepinefrin u simpatičkim neuronima s hroničnom primjenom inhibitorom monoamnnskih oksidaza. Možda je odgovoran za zajedničku nuspojavu ortostatske hipotenzije s ovim agensima,iako postoje i dokazi da je ona zapravo posredovana povećanim nivoima N-acetilserotonina.

Jednoistraživanje pokazalo je da bi oktopamin mogao biti važan amin koji utiče na terapeutske učinke inhibitora poput inhibitora monoamin-oksidaze, pogotovo zato što je primijećeno veliko povećanje razine oktopamina kada su životinje tretirane ovim inhibitorom. Okopamin je pozitivno identificiran u uzorcima mokrče sisara, kao što su ljudi, pacovi i kunići tretirani inhibitorom monoamin-oksidaza. Vrlo male količine oktopamina pronađene su i u određenim životinjskim tkivima. Uočeno je da u kunićevom tijelu srce i bubrezi održavaju najviše koncentracije oktopamina. Otkriveno je da se oktopamin 93% eluira urinom u roku od 24 sata od njegovog stvaranja u tijelu kao nusprodukt Iproniazida kod kunića.[5]

Farmakologija[uredi | uredi izvor]

Oktopamin se prodaje pod trgovačkim imenima kao što su Epirenor, Norden i Norfen za upotrebu u medicini kao simpatomimetički lijek, dostupan na recept. Ipak, postoji vrlo malo informacija o njegovoj kliničkoj korisnosti ili sigurnosti.[25]

Kod sisara, oktopamin može mobilizirati oslobađanje masti iz adipocita (masnih ćelijaa), što je dovelo do njegove promocije na internetu kao sredstva za mršavljenje. Međutim, oslobođena masnoća će vjerovatno biti brzo prenesena u druge ćelije, a nema dokaza da oktopamin olakšava gubitak kilograma. Oktopamin također može značajno povećati krvni pritisak u kombinaciji sa drugim stimulansima, kao u nekim dodaci za mršavljenje. .[26]

Svjetska antidoping agencija [1][mrtav link] oktoktomin je proglasila kao zabranjenu supstanca za upotrebu u nadmetanju, kao "specifični stimulans"[27][28]; na listi zabranjenih je od 2019. godine.

Biohemijski mehanizmi[uredi | uredi izvor]

Sisari[uredi | uredi izvor]

Oktopamin je jedan od četiri primarna endogene antagobista receptora 1 za amin 1.[29]

Beskičmenjaci[uredi | uredi izvor]

Oktopamin se veže za svoje receptore vezane na G-protein spregnuti receptor (GPCR) i inicira put transdukcije ćelijskog signala. Definirane su najmanje tri grupe oktopaminskih GPCR-a. OctαR (oktopamin 1 receptori) su bliže α-adrenergičkim receptorima, dok su OctβR (oktopamin 2 receptori) usko povezani sa β-adrenergičkim receptorima. Okopaminski / tiraminski receptori (uključujući Oct-TyrR) mogu vezati oba liganda i ispoljititi specifično vezanje za agonist. Oct-TyrR je naveden u genskim grupama[30]

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Tang F, Tao L, Luo X, Ding L, Guo M, Nie L, Yao S (septembar 2006). "Determination of octopamine, synephrine and tyramine in Citrus herbs by ionic liquid improved 'green' chromatography". Journal of Chromatography A. 1125 (2): 182–8. doi:10.1016/j.chroma.2006.05.049. PMID 16781718.
  2. ^ Jagiełło-Wójtowicz E (1979). "Mechanism of central action of octopamine". Polish Journal of Pharmacology and Pharmacy. 31 (5): 509–16. PMID 121158.
  3. ^ Pflüger HJ, Stevensonb PA (2005). "Evolutionary aspects of octopaminergic systems with emphasis on arthropods". Arthropod Structure & Development. 34 (3): 379–396. doi:10.1016/j.asd.2005.04.004.CS1 održavanje: upotreba parametra authors (link)
  4. ^ Erspamer, V. (2009). "Active Substances in the Posterior Salivary Glands of Octopoda. II. Tyramine and Octopamine (Oxyoctopamine)". Acta Pharmacologica et Toxicologica. 4 (3–4): 224–47. doi:10.1111/j.1600-0773.1948.tb03345.x.
  5. ^ a b Kakimoto Y, Armstrong MD (februar 1962). "On the identification of octopamine in mammals". The Journal of Biological Chemistry. 237: 422–7. PMID 14453200.
  6. ^ a b Orchard, I; Ramirez, J M; Lange, A B (januar 1993). "A Multifunctional Role for Octopamine in Locust Flight". Annual Review of Entomology (jezik: engleski). 38 (1): 227–249. doi:10.1146/annurev.en.38.010193.001303. ISSN 0066-4170.
  7. ^ Lee, Hyun-Gwan; Seong, Chang-Soo; Kim, Young-Cho; Davis, Ronald L; Han, Kyung-An (1. 12. 2003). "Octopamine receptor OAMB is required for ovulation in Drosophila melanogaster". Developmental Biology (jezik: engleski). 264 (1): 179–190. doi:10.1016/j.ydbio.2003.07.018. ISSN 0012-1606.
  8. ^ Pollack, Alan J.; Ritzmann, Roy E.; Westin, Joanne (1988). "Activation of DUM cell interneurons by ventral giant interneurons in the cockroach, periplaneta americana". Journal of Neurobiology. 19 (6): 489–497. doi:10.1002/neu.480190602. ISSN 1097-4695.
  9. ^ Orchard, Ian (1. 4. 1982). "Octopamine in insects: neurotransmitter, neurohormone, and neuromodulator". Canadian Journal of Zoology. 60 (4): 659–669. doi:10.1139/z82-095. ISSN 0008-4301.
  10. ^ Zhou C, Rao Y, Rao Y (septembar 2008). "A subset of octopaminergic neurons are important for Drosophila aggression". Nature Neuroscience. 11 (9): 1059–67. doi:10.1038/nn.2164. PMID 19160504.
  11. ^ a b Atwood, H. L.; Klose, M. K. (1. 1. 2009), Squire, Larry R. (ured.), "Neuromuscular Transmission Modulation at Invertebrate Neuromuscular Junctions", Encyclopedia of Neuroscience (jezik: engleski), Oxford: Academic Press, str. 671–690, ISBN 978-0-08-045046-9, pristupljeno 10. 7. 2020
  12. ^ Roeder, T. (decembar 1999). "Octopamine in invertebrates". Progress in Neurobiology. 59 (5): 533–561. doi:10.1016/s0301-0082(99)00016-7. ISSN 0301-0082. PMID 10515667.
  13. ^ Eckert, Manfred; Rapus, Jürgen; Nürnberger, Asja; Penzlin, Heinz (1992). "A new specific antibody reveals octopamine-like immunoreactivity in cockroach ventral nerve cord". Journal of Comparative Neurology (jezik: francuski). 322 (1): 1–15. doi:10.1002/cne.903220102. ISSN 1096-9861.
  14. ^ Sinakevitch, Irina G.; Geffard, Michel; Pelhate, Marcel; Lapied, Bruno (april 1994). "Octopamine-like immunoreactivity in the dorsal unpaired median (DUM) neurons innervating the accessory gland of the male cockroach Periplaneta americana". Cell and Tissue Research. 276 (1): 15–21. doi:10.1007/bf00354779. ISSN 0302-766X.
  15. ^ Greenfield MD (novembar 2001). "Missing link in firefly bioluminescence revealed: NO regulation of photocyte respiration". BioEssays. 23 (11): 992–5. doi:10.1002/bies.1144. PMID 11746215.
  16. ^ Trimmer BA, Aprille JR, Dudzinski DM, Lagace CJ, Lewis SM, Michel T, et al. (juni 2001). "Nitric oxide and the control of firefly flashing". Science. 292 (5526): 2486–8. doi:10.1126/science.1059833. PMID 11431567.
  17. ^ Livingstone MS, Harris-Warrick RM, Kravitz EA (april 1980). "Serotonin and octopamine produce opposite postures in lobsters". Science. 208 (4439): 76–9. Bibcode:1980Sci...208...76L. doi:10.1126/science.208.4439.76. PMID 17731572.
  18. ^ Heberlein U, Wolf FW, Rothenfluh A, Guarnieri DJ (august 2004). "Molecular Genetic Analysis of Ethanol Intoxication in Drosophila melanogaster". Integrative and Comparative Biology. 44 (4): 269–74. doi:10.1093/icb/44.4.269. PMID 21676709.
  19. ^ Moore MS, DeZazzo J, Luk AY, Tully T, Singh CM, Heberlein U (juni 1998). "Ethanol intoxication in Drosophila: Genetic and pharmacological evidence for regulation by the cAMP signaling pathway". Cell. 93 (6): 997–1007. doi:10.1016/S0092-8674(00)81205-2. PMID 9635429.
  20. ^ Tecott LH, Heberlein U (decembar 1998). "Y do we drink?". Cell. 95 (6): 733–5. doi:10.1016/S0092-8674(00)81695-5. PMID 9865690.
  21. ^ Williams, Ruth (22. 6. 2005). "Bar Flies: What our insect relatives can teach us about alcohol tolerance". Naked Scientist.
  22. ^ Vince, Gaia (22. 8. 2005). "'Hangover gene' is key to alcohol tolerance". New Scientist. Arhivirano s originala, 19. 4. 2008. Pristupljeno 15. 8. 2020.
  23. ^ Hopkin, Michael (2007). "How to make a zombie cockroach". Nature. doi:10.1038/news.2007.312.
  24. ^ Gal R, Rosenberg LA, Libersat F (decembar 2005). "Parasitoid wasp uses a venom cocktail injected into the brain to manipulate the behavior and metabolism of its cockroach prey". Archives of Insect Biochemistry and Physiology. 60 (4): 198–208. doi:10.1002/arch.20092. PMID 16304619.
  25. ^ Stohs SJ (januar 2015). "Physiological functions and pharmacological and toxicological effects of p-octopamine". Drug and Chemical Toxicology. 38 (1): 106–12. doi:10.3109/01480545.2014.900069. PMID 24654910.
  26. ^ Haller CA, Benowitz NL, Jacob P (septembar 2005). "Hemodynamic effects of ephedra-free weight-loss supplements in humans". The American Journal of Medicine. 118 (9): 998–1003. doi:10.1016/j.amjmed.2005.02.034. PMID 16164886.
  27. ^ "Prohibited In Competition – Stimulants". WADA. Pristupljeno 6. 5. 2019.
  28. ^ [https: //www.wada-ama.org/hr/content/what-is-prohibited/prohibited-in-comtivation/stimulants "Prohibited in Competition - Stimulans"] Provjerite vrijednost parametra |url= (pomoć). WADA. Pristupljeno 6. 5. 2019.[mrtav link]
  29. ^ Maguire JJ, Davenport AP (20. 2. 2018). "Trace amine receptor: TA1 receptor". IUPHAR/BPS Guide to PHARMACOLOGY. International Union of Basic and Clinical Pharmacology. Pristupljeno 16. 7. 2018.
  30. ^ "Gene Group : octopamine receptors", flybase, october 16, 2018.

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]