généralité
La dopamine est un neurotransmetteur important de la famille des catécholamines, avec une fonction de contrôle sur: le mouvement, la mémoire de travail, la sensation de plaisir, la récompense, la production de prolactine, les mécanismes de régulation du sommeil, certaines facultés cognitives. et la capacité de faire attention.
La zone dopaminergique comprend plusieurs sièges cérébraux, y compris la pars compacta de la substance noire et la zone tegmentale ventrale du cerveau moyen.
Des niveaux anormaux de dopamine sont responsables de différentes conditions pathologiques. La célèbre maladie de Parkinson est l'une de ces pathologies.
Qu'est-ce que la dopamine?
La dopamine est une molécule organique, appartenant à la famille des catécholamines, qui joue le rôle important de neurotransmetteur dans le cerveau des êtres humains et des autres animaux.
La dopamine est également la molécule précurseur à partir de laquelle les cellules, par des processus spécifiques, dérivent deux autres neurotransmetteurs de la famille des catécholamines: la noradrénaline (ou noradrénaline ) et l' épinéphrine (ou adrénaline ).
QUELS SONT LES NEUROTRANSMETTEURS?
Les neurotransmetteurs sont des produits chimiques qui permettent aux cellules du système nerveux, appelées neurones, de communiquer les unes avec les autres.
Dans les neurones, les neurotransmetteurs résident dans de petites vésicules ; les vésicules sont comparables aux sacs, liés par une double couche de phospholipides, assez semblable à celle de la membrane cytoplasmique d'une cellule générique eucaryote saine.
Dans les vésicules, les neurotransmetteurs restent inertes, pour ainsi dire, jusqu'à ce qu'une impulsion nerveuse se produise dans les neurones dans lesquels ils résident.
Les impulsions nerveuses stimulent en effet la libération des vésicules par les neurones qui les contiennent.
Avec la libération des vésicules, les neurotransmetteurs s'échappent des cellules nerveuses, occupent l' espace dit synaptique (qui est un espace particulier entre deux neurones très proches) et vont interagir avec les neurones voisins, pour être plus précis avec les récepteurs membranaires des neurones susmentionnés. . L'interaction des neurotransmetteurs avec des neurones placés à proximité immédiate modifie l'impulsion nerveuse initiale dans une réponse cellulaire spécifique, qui dépend du type de neurotransmetteur et du type de récepteurs présents sur les neurones impliqués.
En termes plus simples, les neurotransmetteurs sont des messagers chimiques, qui libèrent des impulsions nerveuses pour induire un certain mécanisme cellulaire.
Outre la dopamine et ses dérivés, la norépinéphrine et l'épinéphrine, d'autres neurotransmetteurs humains importants sont: la glycine, la sérotonine, la mélatonine, l'acide gamma-aminobutyrique (GABA) et la vasopressine.
NOM CHIMIQUE DE LA DOPAMINE
Le nom chimique de la dopamine est le 4- (2-aminoéthyl) benzène-1, 2-diol .
HISTOIRE DE LA DOPAMINE
Curieusement, la dopamine est un neurotransmetteur que les chercheurs ont d'abord synthétisé en laboratoire, puis trouvé dans les tissus encéphaliques du cerveau humain.
Daté de 1910, George Barger et James Ewens, deux chimistes britanniques de la société Wellcome à Londres, ont le mérite de la synthèse en laboratoire de la dopamine.
Par ailleurs, la chercheuse anglaise Kathleen Montagu, en 1957, a découvert que la dopamine est une molécule naturelle dans le cerveau, dans les laboratoires de l' hôpital Runwell de Londres.
Un an après la découverte de la dopamine dans les tissus encéphaliques, puis en 1958, les scientifiques Arvid Carlsson et Nils-Ake Hillarp, employés du laboratoire de pharmacologie chimique de l'Institut national de cardiologie de Suède, ont identifié et décrit pour la première fois le rôle du neurotransmetteur, recouvert de dopamine.
En raison de cette découverte importante et pour avoir établi que la dopamine n’est pas seulement un précurseur de la noradrénaline et de l’épinéphrine, Carlsson a également reçu le prix Nobel de physiologie ou de médecine .
D'O VIENT LE NOM DE LA DOPAMINE?
La communauté scientifique a adopté le terme "dopamine" parce que la molécule précurseur, à partir de laquelle George Barger et James Ewens ont synthétisé la dopamine, était appelée L-DOPA.
Structure chimique
Comme indiqué, la dopamine est une catécholamine.
Les catécholamines sont des molécules organiques dans lesquelles la présence d'un cycle benzénique lié à deux groupes hydroxyle OH est récurrente. Ce cycle benzénique associé à deux groupes hydroxyle OH a la formule chimique C 6 H 3 (OH) 2 .
Dans le cas de la dopamine, cette substance consiste en l’union du cycle benzénique avec les deux groupes hydroxyle, typiques des catécholamines, et d’un groupe éthylamine .
Un groupe éthylamine est un composé organique auquel participent deux atomes de carbone et un d’azote, et dont la formule chimique est la suivante: CH 2 -CH 2 -NH 2 .
À la lumière des deux formules chimiques ci-dessus, celle du groupe benzène avec les deux groupes OH et celle du groupe éthylamine, la formule chimique finale de la dopamine est la suivante: C 6 H 3 (OH) 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2 .
Les figures ci-dessous montrent la structure chimique d’une catécholamine générique, d’un groupe hydroxyle, d’un groupe éthylamine, de la dopamine et de la L-DOPA.
PROPRIETES CHIMIQUES
Comme beaucoup de molécules constituées d'un groupe éthylamine, la dopamine est une base organique .
Cela implique que, dans un environnement acide, il se présente généralement sous une forme protonée; alors que, dans un environnement de base, il se présente généralement sous une forme non protonée.
Résumé: comment et où cela se produit-il?
La voie de synthèse naturelle (ou biosynthèse ) de la dopamine comprend quatre étapes fondamentales et part de l' acide aminé L-phénylalanine .
De manière simple et schématique, la biosynthèse de la dopamine peut être résumée comme suit:
L-phénylalanine ⇒ L-tyrosine ⇒ L-DOPA ⇒ dopamine
La conversion de la L-phénylalanine en L-tyrosine et la conversion de la L-tyrosine en L-DOPA consistent en deux réactions d' hydroxylation . En chimie, une réaction d'hydroxylation est une réaction au terme de laquelle une molécule acquiert un groupe hydroxyle OH.
La première réaction d'hydroxylation, ou L-phénylalanine ⇒ L-tyrosine, a lieu grâce à l'intervention d'une enzyme appelée phénylalanine hydroxylase .
La réaction L-tyrosine ⇒ L-DOPA a lieu à la place grâce à l’intervention d’une enzyme appelée tyrosine hydroxylase .
La dernière étape, celle de la L-DOPA à l'origine de la dopamine, est une réaction de décarboxylation .
Dans le domaine chimique, une réaction de décarboxylation correspond à un processus au terme duquel une telle molécule perd un ou plusieurs groupes carboxyle COOH.
Pour fournir la réaction de décarboxylation qui donne naissance à la L-DOPA, on utilise une enzyme appelée L-aminoacide décarboxylase (ou DOPA décarboxylase ).
RÉSUMÉ DU RÉSUMÉ DE DOPAMINE
Dans le corps humain, la biosynthèse de la dopamine est principalement due aux soi-disant neurones dopaminergiques et, dans une moindre mesure, à la partie médullaire des glandes surrénales (ou glandes surrénales ).
Les neurones de la région dopaminergique, ou neurones dopaminergiques, sont des cellules nerveuses situées dans:
- Substantia nigra , précisément dans la soi-disant Pars compacta de la substantia nigra . La substantia nigra (ou substance noire) a lieu dans le cerveau moyen, qui est l'une des trois régions principales qui composent le tronc cérébral.
Bien que faisant partie du tronc cérébral, la substance noire agit sous la direction des noyaux de la base (ou des noyaux gris centraux ) du télencéphale; le télencéphale est le cerveau.
Selon diverses études scientifiques, la partie compacte de la substance noire est le principal site de synthèse de la dopamine, présente dans le corps humain.
- Zone tegmentale ventrale . Également située au niveau du cerveau moyen, la région tegmentale ventrale comporte des neurones dopaminergiques, dont les extensions atteignent différentes zones nerveuses, notamment: le noyau accumbens, le cortex préfrontal, l'amygdale et l'hippocampe.
- Hypothalamus postérieur . Les prolongements des neurones dopaminergiques de l'hypothalamus postérieur atteignent la moelle épinière.
- Noyau arqué de l'hypothalamus et noyau paraventriculaire de l'hypothalamus . Les neurones dopaminergiques de ces deux régions ont des extensions qui atteignent la glande pituitaire. Ici, ils sont responsables d'influencer la production de prolactine.
- Zone incertaine du subtalamo .
DEGRADATION
La dégradation naturelle de la dopamine dans les métabolites inactifs peut se produire de deux manières différentes et implique trois enzymes:
- monoamine oxydase (ou MAO),
- catéchol-O-méthyltransférase (COMT)
- l'aldéhyde déshydrogénase.
Les deux méthodes de dégradation naturelle de la dopamine conduisent à la formation d'une substance appelée acide homovanilique (HVA).
fonctions
La dopamine remplit de nombreuses fonctions, à la fois au niveau du système nerveux central et du système nerveux périphérique .
En ce qui concerne le système nerveux central, la dopamine est un neurotransmetteur qui participe à:
- Contrôle de mouvement
- Le mécanisme de sécrétion de l'hormone prolactine
- Le contrôle de la capacité de mémoire
- Les mécanismes de récompense et de plaisir
- Le contrôle des capacités d'attention
- Le contrôle de certains aspects du comportement et de certaines fonctions cognitives
- Le mécanisme du sommeil
- Contrôle de l'humeur
- Les mécanismes sous-jacents à l'apprentissage
En ce qui concerne le système nerveux périphérique, la dopamine agit:
- Comme vasodilatateur
- Comme stimulant de l' excrétion de sodium par l'urine
- La motilité intestinale est un facteur prometteur
- En tant que facteur réduisant l' activité des lymphocytes
- En tant que facteur réduisant la sécrétion d'insuline par les îlots de Langerhans (cellules bêta du pancréas)
RÉCEPTEURS DOPAMINERGIQUES
Après sa libération dans l'espace synaptique, la dopamine exerce ses effets en interaction avec les récepteurs dits dopaminergiques, présents sur la membrane de différentes cellules nerveuses.
Chez les mammifères - et donc également chez l'homme -, il existe 5 sous-types de récepteurs dopaminergiques différents. Les noms de ces 5 sous-types de récepteurs sont très simples: D1, D2, D3, D4 et D5.
La réponse produite par la dopamine dépend du sous-type de récepteur dopaminergique, avec lequel la dopamine interagit.
En d'autres termes, les effets cellulaires de la dopamine varient en fonction du récepteur dopaminergique impliqué dans l'interaction.
Dans le cerveau, la densité de distribution des récepteurs dopaminergiques varie d’une zone encéphalique à une autre. En d'autres termes, chaque zone du cerveau possède sa propre quantité de récepteurs dopaminergiques.
Les biologistes estiment que cette densité différente de la distribution des récepteurs dépend des fonctions que doivent couvrir les zones encéphaliques.
DOPAMINE ET MOUVEMENT
Les capacités motrices de l'être humain (exactitude des mouvements, rapidité des mouvements, etc.) dépendent de la dopamine que la substance noire libère sous l'action des ganglions de la base.
En fait, si la dopamine libérée par la substance noire est inférieure à la normale, les mouvements deviennent plus lents et moins coordonnés. Inversement, si la dopamine est quantitativement supérieure à la normale, le corps humain commence à effectuer des mouvements inutiles, très similaires aux tics.
Ainsi, la régulation fine de la libération de dopamine par la substance noire est essentielle pour que l’être humain puisse se déplacer correctement, en effectuant des gestes coordonnés à la bonne vitesse.
DOPAMINE ET LIBÉRATION DE PROLATTINA
La dopamine provenant des neurones dopaminergiques du noyau arqué et du noyau paraventriculaire inhibe la sécrétion de l' hormone prolactine par les cellules hypophysaires lactotrophes .
Comme on le comprend aisément, l’absence ou la présence réduite de dopamine dans les districts susmentionnés implique une plus grande activité des cellules lactotrophes hypophysaires, donc une plus grande production de prolactine.
La dopamine qui inhibe la sécrétion de prolactine prend le nom alternatif de "facteur inhibiteur de la prolactine" (PIF).
Pour savoir quels sont les effets de la prolactine, les lecteurs peuvent cliquer ici.
DOPAMINE ET MÉMOIRE
Diverses recherches scientifiques ont montré que des niveaux adéquats de dopamine dans le cortex préfrontal amélioraient la mémoire de travail .
Par définition, la mémoire de travail est "un système de maintenance et de manipulation temporaires d'informations lors de la réalisation de différentes tâches cognitives, telles que la compréhension, l'apprentissage et le raisonnement".
Si les niveaux de dopamine provenant du cortex préfrontal diminuent ou augmentent, la mémoire de travail commence à en souffrir.
DOPAMINA, LE PLAISIR ET LA RÉCOMPENSE
La dopamine est un médiateur de plaisir et de récompense .
En fait, selon des études fiables, le cerveau de l'être humain libérerait de la dopamine dans des circonstances "réelles" ou des activités agréables, comme un repas basé sur de la bonne nourriture ou une activité sexuelle satisfaisante.
Les neurones de la région dopaminergique les plus impliqués dans les mécanismes de récompense et de plaisir sont ceux du noyau accumbens et du cortex préfrontal.
DOPAMINA ET ATTENTION
La dopamine provenant du cortex préfrontal favorise l’ attention .
Des recherches intéressantes ont montré que la réduction des concentrations de dopamine dans le cortex préfrontal est souvent associée à un trouble appelé trouble d'hyperactivité avec déficit de l'attention .
DOPAMINE ET FONCTIONS COGNITIVES
Le lien entre la dopamine et les capacités cognitives est évident dans toutes les conditions morbides caractérisées par une altération des neurones dopaminergiques du cortex préfrontal.
En fait, dans les conditions morbides susmentionnées, outre les facultés d’attention et de mémoire de travail susmentionnées, les fonctions neurocognitives, les capacités de résolution de problèmes, etc. pourraient également être affectées.
maladies
La dopamine joue un rôle central dans diverses conditions médicales, notamment: la maladie de Parkinson, le trouble d'hyperactivité avec déficit de l'attention (TDAH), la schizophrénie / psychose et la dépendance à certains médicaments .
De plus, selon certaines études scientifiques, il serait responsable des sensations douloureuses qui caractérisent certains états morbides (fibromyalgie, syndrome des jambes sans repos, syndrome de la bouche) et des nausées associées aux vomissements .
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Approfondir:
- Maladie de Parkinson
- TDAH
- schizophrénie
Curiosité et autres informations
En plus de ce qui a été dit jusqu'à présent, voici quelques informations supplémentaires sur la dopamine:
- La conversion de la dopamine en noradrénaline est une réaction d’hydroxylation à laquelle l’enzyme appelée dopamine béta-hydroxylase fournit .
La conversion de la dopamine en adrénaline est plutôt une réaction qui a lieu lors de l’intervention de l’enzyme appelée phényléthanolamine N-méthyltransférase .
- Des études récentes ont montré que la rétine oculaire hébergerait également certains neurones dopaminergiques.
Ces cellules nerveuses ont la particularité d'être actives pendant les heures de lumière et de se taire pendant les heures sombres.
- Les récepteurs de la dopamine les plus présents dans le système nerveux humain sont les récepteurs D1, suivis immédiatement par les récepteurs D2.
Comparés aux sous-types D1 et D2, les récepteurs D3, D4 et D5 sont présents à des niveaux nettement inférieurs.
- Selon les experts, l’abus de drogues serait également un facteur favorable à la libération de dopamine.
En fait, il semble que la consommation de drogues, telle que la cocaïne, détermine une augmentation du taux de dopamine, tout comme une bonne alimentation ou une activité sexuelle satisfaisante.
- Les médecins prévoient un traitement basé sur des injections de dopamine, en présence de: hypotension, bradycardie, insuffisance cardiaque, crise cardiaque, arrêt cardiaque et insuffisance rénale.
- Le vieillissement physiologique, auquel chaque être humain est soumis, coïncide avec une baisse du taux de dopamine dans le système nerveux.
Selon certaines études scientifiques, le déclin lié à l'âge avancé des fonctions cérébrales serait dû, en partie, à cette baisse du taux de dopamine dans le système nerveux.
Voir aussi: agonistes de la dopamine
