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Lexikon der Biologie: Catecholamine

Catecholamine, Katecholamine, Catechinamine, Sammelbezeichnung für die von o-Dihydroxybenzol (Brenzcatechin) abgeleiteten Hormone und Neurotransmitter Adrenalin, Noradrenalin und Dopamin. Sie bilden sich gemeinsam ( vgl. Abb. ) aus Tyrosin (Aminosäure-Decarboxylasen) im Gehirn, im Nebennierenmark (Nebenniere), im extraadrenalen chromaffinen Gewebe sowie in den sympathischen Nervenendigungen (catecholaminerge Neuronen). Innerhalb der chromaffinen Zellen und der sympathischen Nervenendigungen werden die Catecholamine in chemisch unveränderter Form in Granula gespeichert. Neben den Catecholaminen enthalten diese Granula ATP und Dopamin-β-Hydroxylase. Die Freisetzung von Adrenalin und Noradrenalin erfolgt über Exocytose, die Reaktion der Effektorzelle ist abhängig von der Menge der freigesetzten Catecholamine und ihrer Empfindlichkeit. Die Freisetzung der Catecholamine des Nebennierenmarks wird durch Acetylcholin ausgelöst. Hauptabbauprodukte (vgl. Abb.) sind Vanillinmandelsäure, Metanephrin und Normetanephrin (Catechol-O-Methyl-Transferase). Freisetzung und Wirkung von Adrenalin und Noradrenalin erfolgen besonders als Antwort auf emotionalen Streß, weshalb man sie auch als die Hormone von Furcht, Flucht und Gefecht (engl. fright, flight, fight) bezeichnet (Cannon-Notfallreaktion), sowie bei motorischer Aktivität (Arbeit). Eine Reihe von Erkrankungen ergibt sich bei Unter- bzw. Überfunktionszuständen im Catecholaminstoffwechsel. Bei den Unterfunktionszuständen handelt es sich um seltene Erkrankungen. Der totale Ausfall des Nebennierenmarks hat keine klinische Auswirkung, Adrenalin wird dann von extraadrenalem chromaffinem Gewebe verstärkt gebildet. (Niedrige Konzentrationen von Catecholaminen werden u. a. als Ursache für die Auslösung von Depressionen angenommen.) Therapeutische Konsequenzen haben dagegen die Überfunktionszustände. Als Folge bilden sich Neuroblastome (maligne Erkrankungen vor allem im Kindesalter; gehen aus von Neuroblasten des Nebennierenmarks und Grenzstrangs des Sympathikus) sowie Phäochromocytome (entwickeln sich aus chromaffinen Zellen). Die Bestimmung der Catecholamine und ihrer Abbauprodukte ist damit für die Diagnostik von Tumoren des sympathoadrenalen Systems von großer Bedeutung. Die erhöhte Freisetzung von Catecholaminen durch diese Tumore führt zu einer erhöhten Konzentration im Plasma und zu einer erhöhten Ausscheidung im Urin. – Neuere Untersuchungen belegen eine wichtige Rolle der Catecholamine in der Embryonalentwicklung; offenbar sind sie an der Ausbildung des Herzmuskels und der Blutgefäße beteiligt. Daher sterben Mäusefeten, die aufgrund eines Gendefekts kein Dopamin oder Noradrenalin zu bilden vermögen, meist noch im Mutterleib. Dies kann verhindert werden, wenn diese Catecholamine über die Ernährung des Muttertieres zugeführt werden. adrenerge Rezeptoren, Dihydroxyphenylalanin, Monoamin-Oxidasen, Serotonin, Sympathikolytika, Sympathikomimetika; Alkoholismus.

Ch.J./M.B.




Catecholamine

Synthese:

Tyrosin wird aus dem Blut in die catecholaminergen Neurone aufgenommen und dort zu Dopa (Dihydroxyphenylalanin) und anschließend zu Dopamin umgewandelt. In noradrenergen Neuronen wird Dopamin über einen aktiven Transport (Mg2+- und ATP-abhängig) in Vesikel eingeschleust und durch die membranständige Dopamin-β-Hydroxylase zu Noradrenalin umgesetzt. Im Nebennierenmark katalysiert die Phenylethanolamin-N-Methyltransferase die Reaktion von Noradrenalin zu Adrenalin.




Catecholamine

Abbau (Inaktivierung):

Zu 90% wird die Wirkung des Noradrenalins durch Wiederaufnahme in die Varikosität und teilweisen Abbau durch die MAO (Monoamin-Oxidasen) in den Mitochondrien (Uptake I), zum Teil durch Aufnahme in die Effektorzelle und andere umliegende Zellen (Uptake II) und Abbau durch die cytoplasmatische COMT (Catechol-O-Methyl-Transferase) und die mitochondriale MAO beendet. Die Abbauprodukte gelangen ins Blut. Spuren von Noradrenalin werden über den Blutstrom aber auch in die Leber transportiert, wo sie von der MAO und der COMT abgebaut werden.

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