Generalidade
A dopamina é um importante neurotransmissor da família das catecolaminas, com função de controle: movimento, a chamada memória de trabalho, sensação de prazer, recompensa, produção de prolactina, mecanismos de regulação do sono, algumas faculdades cognitivas e atenção.
A área dopaminérgica inclui vários locais do cérebro, incluindo o pars compacta do substantia nigra e a área tegmental ventral do mesencéfalo.
Os níveis anormais de dopamina são responsáveis por várias condições patológicas. Uma dessas condições patológicas é a conhecida doença de Parkinson.
O que é dopamina?
A dopamina é uma molécula orgânica, pertencente à família das catecolaminas, que desempenha o importante papel de neurotransmissor no cérebro de humanos e outros animais.
A dopamina é também a molécula precursora da qual as células, por meio de processos específicos, derivam dois outros neurotransmissores da família das catecolaminas: a norepinefrina (ou noradrenalina) e a epinefrina (ou adrenalina).
O QUE SÃO NEUROTRANSMISSORES?
Neurotransmissores são substâncias químicas que permitem que as células do sistema nervoso, os chamados neurônios, se comuniquem umas com as outras.
Nos neurônios, os neurotransmissores residem dentro de pequenas vesículas, as vesículas são comparáveis a sacos, delimitados por uma dupla camada de fosfolipídios, muito semelhantes à membrana citoplasmática de uma célula eucariótica saudável genérica.
Dentro das vesículas, os neurotransmissores permanecem inertes, até que um impulso nervoso chegue aos neurônios em que residem.
Os impulsos nervosos, de fato, estimulam a liberação das vesículas pelos neurônios que as contêm.
Com a liberação das vesículas, os neurotransmissores escapam das células nervosas, ocupam o chamado espaço sináptico (que é um espaço particular entre dois neurônios muito próximos) e interagem com os neurônios vizinhos, para ser mais preciso com os receptores de membrana do neurônios acima mencionados. A interação dos neurotransmissores com os neurônios localizados nas proximidades transforma o impulso nervoso inicial em uma resposta celular muito específica, que depende do tipo de neurotransmissor e do tipo de receptores presentes nos neurônios envolvidos.
Em palavras mais simples, os neurotransmissores são mensageiros químicos, que os impulsos nervosos liberam para induzir um certo mecanismo celular.
Além da dopamina e seus derivados, a norepinefrina e a epinefrina, outros neurotransmissores humanos importantes são: glicina, serotonina, melatonina, ácido gama-aminobutírico (GABA) e vasopressina.
NOME QUÍMICO DA DOPAMINA
O nome químico da dopamina é 4- (2-aminoetil) benzeno-1,2-diol.
HISTÓRIA DA DOPAMINA
Curiosamente, a dopamina é um neurotransmissor que os pesquisadores primeiro sintetizaram em laboratório e depois encontraram nos tecidos cerebrais humanos.
Datado de 1910, o crédito pela síntese laboratorial da dopamina vai para George Barger e James Ewens, dois químicos ingleses da empresa. Bem vindo de Londres.
Para descobrir, porém, que a dopamina é uma molécula naturalmente presente no cérebro foi a pesquisadora inglesa Kathleen Montagu, em 1957, nos laboratórios do Hospital Runwell de Londres.
Um ano após a descoberta da dopamina nos tecidos cerebrais, então em 1958, os cientistas Arvid Carlsson e Nils-Ake Hillarp, funcionários dos Laboratórios de Farmacologia Química do Instituto Nacional do Coração da Suécia, identificaram e descreveram pela primeira vez o papel de neurotransmissor, coberto com dopamina.
Por essa importante descoberta e por estabelecer que a dopamina não é apenas um precursor da norepinefrina e da epinefrina, Carlsson também recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina.
DE ONDE VEM O NOME DOPAMINA?
A comunidade científica adotou o termo "dopamina" porque a molécula precursora, a partir da qual George Barger e James Ewens sintetizaram a dopamina, foi a chamada L-DOPA.
Estrutura química
Como afirmado, a dopamina é uma catecolamina.
As catecolaminas são moléculas orgânicas, nas quais a presença de um anel benzênico unido a dois grupos hidroxila OH é recorrente. Este anel benzênico combinado com dois grupos hidroxila OH tem a fórmula química C6H3 (OH) 2.
No caso da dopamina, essa substância consiste na união do anel benzênico com os dois grupos hidroxila, típicos das catecolaminas, e um grupo etilamina.
Um grupo etilamina é um composto orgânico do qual participam dois átomos de carbono e um nitrogênio, e que possui a seguinte fórmula química: CH2-CH2-NH2.
À luz das duas fórmulas químicas relatadas acima, a saber, a do grupo benzeno com os dois grupos OH e a do grupo etilamina, a fórmula química final da dopamina é: C6H3 (OH) 2-CH2-CH2-NH2.
As figuras abaixo mostram a estrutura química de uma catecolamina genérica, um grupo hidroxila, um grupo etilamina, dopamina e L-DOPA.
Figura: ao contrário da dopamina, L-DOPA tem um grupo carboxila, ligado a um dos dois átomos de carbono do grupo etilamina. Um grupo carboxila - cuja fórmula química é COOH - é o resultado da união de um carbono com um átomo de oxigênio e um grupo hidroxila.
PROPRIEDADES QUIMICAS
Como muitas moléculas compostas de um grupo etilamina, a dopamina é uma base orgânica.
Isso implica que, em um ambiente ácido, geralmente está na forma protonada; enquanto, em um ambiente básico, geralmente está em uma forma não protonada.
Resumo: como e onde isso acontece?
A via de síntese natural (ou biossíntese) da dopamina inclui quatro etapas básicas e começa com o aminoácido L-fenilalanina.
De forma simples e esquemática, a biossíntese da dopamina pode ser resumida da seguinte forma:
L-fenilalanina ⇒ L-tirosina ⇒ L-DOPA ⇒ dopamina
A conversão de L-fenilalanina em L-tirosina e a conversão de L-tirosina em L-DOPA consistem em duas reações de hidroxilação. Em química, uma reação de hidroxilação é uma reação no final da qual uma molécula adquire um grupo hidroxila OH.
A primeira reação de hidroxilação, ou seja, L-fenilalanina ⇒ L-tirosina, ocorre graças à intervenção de uma enzima conhecida como fenilalanina hidroxilase.
A L-tirosina ⇒ reação L-DOPA, por outro lado, ocorre graças à intervenção de uma enzima conhecida como tirosina hidroxilase.
A etapa final, aquela que dá dopamina de L-DOPA, é uma reação de descarboxilação.
No campo químico, uma reação de descarboxilação corresponde a um processo no final do qual tal molécula perde um ou mais grupos carboxílicos COOH.
Fornecendo a reação de descarboxilação que dá origem a L-DOPA está uma enzima chamada L-aminoácido descarboxilase (ou DOPA descarboxilase).
ASSENTO DE SÍNTESE DA DOPAMINA
No corpo humano, a biossíntese da dopamina é feita principalmente pelos chamados neurônios da área dopaminérgica e, em menor grau, pela porção medular das glândulas supra-renais (ou supra-renais).
Os neurônios da área dopaminérgica, ou neurônios dopaminérgicos, são células nervosas localizadas em:
- Substantia Nigra, precisamente no chamado Pars compacta do substantia nigra. Lá substantia nigra (ou substância negra) ocorre no mesencéfalo, que é uma das três principais regiões que constituem o tronco cerebral.
Embora faça parte do tronco encefálico, a substância negra atua sob a orientação dos núcleos da base (ou gânglios da base) do telencéfalo; o telencéfalo é o cérebro.
De acordo com vários estudos científicos, o pars compacta do substantia nigra é o principal local de síntese de dopamina, presente no corpo humano. - Área tegmental ventral. Também localizada ao nível do mesencéfalo, a área tegmental ventral possui neurônios dopaminérgicos, cujas extensões atingem várias áreas nervosas, incluindo: o núcleo accumbens, o córtex pré-frontal, a amígdala e o hipocampo.
- Hipotálamo posterior. As extensões dos neurônios dopaminérgicos do hipotálamo posterior chegam à medula espinhal.
- Núcleo arqueado do hipotálamo e núcleo paraventricular do hipotálamo. Os neurônios dopaminérgicos dessas duas áreas têm extensões que chegam à glândula pituitária e têm a função de influenciar a produção de prolactina.
- Área incerta do subtálamo.
DEGRADAÇÃO
A quebra natural da dopamina em metabólitos inativos pode ocorrer de duas maneiras distintas e envolve três enzimas:
- monoamina oxidase (ou MAO),
- catecol-O-metiltransferase (COMT)
- a aldeído desidrogenase.
Ambas as formas de degradação natural da dopamina levam à formação de uma substância conhecida como ácido homovanil (HVA).
Figura: as duas formas possíveis de biodegradação da dopamina. De: wikipedia.org
Funções
A dopamina desempenha várias funções, tanto a nível do sistema nervoso central como a nível do sistema nervoso periférico.
Em relação ao sistema nervoso central, a dopamina é um neurotransmissor que participa de:
- Controle de movimento
- O mecanismo de secreção do hormônio prolactina
- Verificando a capacidade de memória
- Os mecanismos de recompensa e prazer
- O controle das habilidades de atenção
- Controle de alguns aspectos do comportamento e algumas funções cognitivas
- O mecanismo do sono
- Controle de humor
- Os mecanismos subjacentes à aprendizagem
Quanto ao sistema nervoso periférico, a dopamina atua:
- Como vasodilatador
- Como estimulante da excreção de sódio, através da urina
- Como fator de promoção da motilidade intestinal
- Como um fator que reduz a atividade dos linfócitos
- Como um fator que reduz a secreção de insulina pelas ilhotas de Langerhans (células beta pancreáticas)
RECEPTORES DOPAMINÉRGICOS
Após sua liberação no espaço sináptico, a dopamina exerce seus efeitos interagindo com os chamados receptores dopaminérgicos, presentes na membrana de diferentes células nervosas.
Em mamíferos - portanto também em humanos - existem 5 subtipos diferentes de receptores dopaminérgicos.Os nomes desses 5 subtipos de receptores são muito simples: D1, D2, D3, D4 e D5.
A resposta produzida pela dopamina depende do subtipo de receptor de dopamina, com o qual a própria dopamina interage.
Em outras palavras, os efeitos celulares da dopamina variam dependendo do receptor de dopamina envolvido na interação.
No cérebro, a densidade de distribuição dos receptores dopaminérgicos varia de uma área cerebral para outra. Em outras palavras, cada área do cérebro tem sua própria quantidade de receptores dopaminérgicos.
Os biólogos acreditam que essa densidade diferente de distribuição do receptor depende das funções que as áreas cerebrais devem cobrir.
DOPAMINA E MOVIMENTO
As habilidades motoras do ser humano (correção dos movimentos, rapidez dos movimentos, etc.) dependem da dopamina que substantia nigra libera sob a ação dos gânglios da base.
Na verdade, se a dopamina fosse liberada do substantia nigra é menos que o normal, os movimentos tornam-se mais lentos e descoordenados. Por outro lado, se a dopamina for quantitativamente superior ao normal, o corpo humano começa a realizar movimentos desnecessários, muito semelhantes aos tiques.
Conseqüentemente, a regulação fina da liberação de dopamina pelo substantia nigra, é imprescindível que o ser humano se mova corretamente, realizando gestos coordenados e na velocidade certa.
LIBERAÇÃO DE DOPAMINA E PROLACTINA
A dopamina com origem nos neurônios dopaminérgicos do núcleo arqueado e do núcleo paraventricular inibe a secreção do hormônio prolactina pelas células lactotrópicas da glândula pituitária.
Como é de fácil compreensão, a ausência ou redução da presença de dopamina proveniente dos referidos bairros implica em maior atividade das células lactotrópicas hipofisárias, portanto maior produção de prolactina.
A dopamina que inibe a secreção de prolactina tem o nome alternativo de "fator de inibição da prolactina" (PIF).
Para descobrir quais são os efeitos da prolactina, os leitores podem clicar aqui.
DOPAMINA E MEMÓRIA
Diversas pesquisas científicas demonstraram que níveis adequados de dopamina no córtex pré-frontal melhoram a chamada memória de trabalho.
Por definição, a memória de trabalho é "um sistema para a manutenção temporária e manipulação de informações durante o desempenho de diferentes tarefas cognitivas, como compreensão," aprendizagem e raciocínio ".
Se os níveis de dopamina originados no córtex pré-frontal diminuem ou aumentam, a memória de trabalho começa a sofrer.
DOPAMINA, PRAZER E RECOMPENSA
A dopamina é um mediador de prazer e recompensa.
Na verdade, segundo estudos confiáveis, o cérebro do ser humano libera dopamina quando “experimenta” circunstâncias ou atividades prazerosas, como uma refeição à base de boa comida ou uma atividade sexual satisfatória.
Os neurônios da área dopaminérgica mais envolvidos nos mecanismos de recompensa e prazer são os do nucleus accumbens e do córtex pré-frontal.
DOPAMINA E ATENÇÃO
A dopamina com origem no córtex pré-frontal oferece suporte às habilidades de atenção.
Uma pesquisa interessante mostrou que as baixas concentrações de dopamina no córtex pré-frontal estão frequentemente associadas a uma condição conhecida como transtorno de déficit de atenção e hiperatividade.
DOPAMINA E FUNÇÕES COGNITIVAS
A ligação entre a dopamina e as habilidades cognitivas é evidente em todas as condições mórbidas caracterizadas por uma "alteração dos neurônios dopaminérgicos do córtex pré-frontal.
De fato, nas referidas condições mórbidas, além das já mencionadas faculdades de atenção e memória de trabalho - também as funções neurocognitivas, a capacidade de Solução de problemas etc.
Patologias
A dopamina desempenha um papel central em várias condições médicas, incluindo: doença de Parkinson, transtorno de déficit de atenção e hiperatividade (TDAH), esquizofrenia / psicose e dependência de certas drogas e medicamentos.
Além disso, segundo alguns estudos científicos, seria responsável pelas sensações dolorosas que caracterizam alguns estados mórbidos (fibromialgia, síndrome das pernas inquietas, síndrome da boca ardente) e as náuseas associadas ao vômito.
Drogas
Remédios
- Cocaína
- Anfetaminas
- Metanfetamina
- Ecstasy (MDMA)
- Ritalina
- Psicoestimulantes
Para saber mais:
- Mal de Parkinson
- TDAH
- Esquizofrenia
Curiosidades e outras informações
Para complementar o que foi dito até agora, aqui estão algumas informações adicionais sobre a dopamina:
- A conversão da dopamina em norepinefrina é uma reação de hidroxilação, que é feita pela enzima conhecida como dopamina beta-hidroxilase.
Já a conversão da dopamina em adrenalina é uma reação que ocorre devido à intervenção da enzima conhecida como feniletanolamina N-metiltransferase. - Estudos recentes mostraram que a retina ocular também hospeda alguns neurônios dopaminérgicos.
Essas células nervosas têm a particularidade de serem ativas durante as horas de luz e silenciadas durante as horas de escuridão. - Os receptores dopaminérgicos mais presentes no sistema nervoso humano são os receptores D1, seguidos logo em seguida pelos receptores D2.
Quando comparados com os subtipos D1 e D2, os receptores D3, D4 e D5 estão presentes em níveis significativamente mais baixos. - Segundo especialistas, o uso de drogas está entre as circunstâncias que favorecem a liberação da dopamina do prazer e da recompensa.
Na verdade, parece que o consumo de drogas, como a cocaína, leva a um aumento nos níveis de dopamina, assim como uma boa alimentação ou atividade sexual satisfatória. - Os médicos planejam um tratamento baseado em injeções de dopamina, na presença de: hipotensão, bradicardia, insuficiência cardíaca, ataque cardíaco, parada cardíaca e insuficiência renal.
- O envelhecimento fisiológico a que todo ser humano está sujeito coincide com a queda dos níveis de dopamina no sistema nervoso.
De acordo com alguns estudos científicos, o declínio da função cerebral relacionado à idade é devido, em parte, a essa queda nos níveis de dopamina no sistema nervoso.
Veja também: Drogas Agonistas da Dopamina
