Pura dopaminaConosciuto anche come 3, 4- Diidrossifenetilammina o semplicemente dopamina, è un neurotrasmettitore presente naturalmente presente principalmente nel cervello e nel sistema nervoso centrale degli animali, compresi gli esseri umani. Ha un ruolo cruciale nella regolazione di varie funzioni e comportamenti fisiologici, rendendolo una componente vitale dell'intricato sistema di comunicazione del corpo.
La dopamina funge da messaggero chimico, facilitando la trasmissione di segnali tra neuroni (cellule nervose). Le sue funzioni primarie comprendono il controllo motorio, l'emozione, il piacere, la motivazione, i comportamenti in cerca di ricompensa, l'apprendimento, la memoria e persino la dipendenza. Il rilascio di dopamina in risposta a determinati stimoli, come mangiare cibo appetibile, attività sessuale o raggiungere un obiettivo, contribuisce alla sensazione di soddisfazione e rafforza questi comportamenti.
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Punto di fusione |
218-220 º C |
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Punto di ebollizione |
276.1 grado C (stima approssimativa) |
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Densità |
1.1577 (stima approssimativa) |
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Coefficiente di acidità (PKA) |
8,9 (a 25 gradi) |
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Indice di rifrazione |
1.4770 (stima) |
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Condizioni di stoccaggio |
Igroscopico, -20 gradi di gradi, sotto atmosfera inerta |
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Solubilità |
Solubile in soluzione acquosa acida (leggermente), DMSO (leggermente, riscaldato), metanolo (leggermente) |
SebbenePura dopaminaè stato sintetizzato già nel 1910, rispetto alle sue catecolamine biologiche strettamente correlate (cioè epinefrina e noradrenalina), è stata trascurata a lungo a causa della sua attività simpatica relativamente debole fino a quando non è stata trovata nei tessuti animali - decarbossilasi DOPA e dopamina sono stati osservati come componenti normali umani. Il fatto che la concentrazione di dopamina nel cervello normale sia almeno tanto quanto quella della noradrenalina suggerisce che la dopamina può avere altre funzioni oltre ad essere un precursore della noradrenalina.
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Applicazioni mediche
Regolazione dell'attività vascolare
La dopamina è un farmaco vasoattivo comunemente usato in medicina. Agisce in modo dose-dipendente per stimolare i recettori della dopamina, 1 e 1 recettori, portando a vari effetti fisiologici.
- Dosi basse (1-2 µg/kg · min): Provoca vasodilatazione nei vasi renali, coronarici, cerebrali e mesenterici, aumento del flusso sanguigno renale, velocità di filtrazione glomerulare, produzione di urina ed escrezione di sodio.
- Dosi medie (2-10 µg/kg · min): Aumenta la frequenza cardiaca, la contrattilità miocardica e la gittata cardiaca, con un aumento minimo della resistenza vascolare sistemica.
- High doses (>10 µg/kg · min): Causes vasoconstriction in both arterial and venous vessels, with effects similar to norepinephrine at doses >20 µg/kg · min.
Trattamento di shock e ipotensione
La dopamina viene utilizzata nel trattamento dello shock, in particolare nei pazienti con bassa gittata nelle urine, ipotensione e bassa gittata cardiaca. È iniziato a dosi di 5-10 µg/kg · min e titolato verso l'alto se necessario.
Insufficienza cardiaca
Nell'insufficienza cardiaca, la dopamina può migliorare la contrattilità cardiaca e aumentare la gittata cardiaca, rendendola un utile aggiunta nella gestione di questa condizione.
Nel contesto della neurologia e della psichiatria, gli squilibri a livello di dopamina sono stati collegati a varie condizioni, tra cui il morbo di Parkinson (caratterizzato da bassi livelli di dopamina) e la schizofrenia (dove la trasmissione della dopamina può essere anormalmente elevata) e disturbi della dipendenza, dove la ricerca delle attività che attiva la ricompensa può portare a rilasciare l'eccessiva dopamina.
Inoltre, la dopamina pura non viene consumata direttamente come supplemento o farmaco nella sua forma pura a causa della sua natura altamente regolata e delicata all'interno del corpo. Invece, i trattamenti destinati ai disturbi correlati alla dopamina comportano spesso farmaci che imitano gli effetti della dopamina o modulano i suoi recettori, mirando a ripristinare l'equilibrio e alleviare i sintomi.
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Neuroscienze e psicologia
Sistema di ricompensa
La dopamina svolge un ruolo cruciale nel sistema di ricompensa del cervello, influenzando la motivazione, il piacere e la dipendenza. È coinvolto nel rafforzamento di comportamenti benefici per la sopravvivenza e la riproduzione.
Umore ed emozione
La disregolazione dei livelli di dopamina è stata implicata in vari disturbi psichiatrici, tra cui depressione, schizofrenia e dipendenza.
La malattia di Parkinson
La perdita di neuroni produttori di dopamina nella sostantia nigra pars compacta (SNPC) è il segno distintivo patologico della malattia di Parkinson. La terapia sostitutiva della dopamina, come Levodopa, è una pietra miliare del trattamento per questa condizione.
Metodo di sintesi
Metodo di sintesi dell'albero enzimatico
- Allo stato attuale, la sintesi di 3- idrossiramina mediante metodo di sintesi dell'albero enzimatico è relativamente comune, che presenta i vantaggi della protezione ambientale, un'elevata precisione e un'elevata resa. Il metodo consiste nell'utilizzare la tirosinasi per eseguire la reazione di innesto all'acido fenilpropionico, quindi ridurre la tirosina della materia prima aggiunta nel processo di innesto all'idrossiramina 3- attraverso la catalisi reduttasi. Il riutilizzo degli enzimi migliora notevolmente la resa e massimizza i benefici economici.
- La sintesi dendritica enzimatica è un metodo di sintesi basato sulla reazione catalizzata dagli enzimi che consente trasformazioni chimiche altamente efficienti in condizioni lievi. Questo metodo converte sequenzialmente i substrati in prodotti attraverso reazioni catalizzate dagli enzimi, che presenta i vantaggi della protezione ambientale e dell'alta efficienza. Nel processo di preparazione della sostanza chimica della dopamina, questo metodo può essere utilizzato per realizzare una sintesi ad alta efficienza a un costo inferiore.
Metodo di sintesi dell'ammoniaca Abderhalden
- Il metodo di sintesi dell'ammoniaca Abderhaldden è un nuovo metodo di sintesi di 3- idrossitiramina, che è caratterizzato nella sintesi di 3- idrossitiramina mediante la reazione di riduzione dei gruppi amminici metallici in assenza di solventi e calassi. Questo metodo è ancora in fase di ricerca, ma ha le caratteristiche della semplicità, dell'alta resa e del semplice funzionamento, e si prevede che diventerà uno dei principali metodi sintetici in futuro.
- Il metodo di sintesi di ammoniaca Abderhaldden è un metodo per sintetizzare 3- idrossitiramina attraverso reazioni a più fasi usando piperonali e formaldeide come materie prime. La chiave di questo metodo è la conversione di Piperonal in 3, 4- dimetossifeniletilammina (dMPEA), seguita da ammoniazione per ottenere 3- idrossityramina. I vantaggi di questa reazione sono che le materie prime sono prontamente disponibili, l'operazione è semplice e la resa è alta, ma ci sono anche alcuni svantaggi allo stesso tempo, come i tempi di reazione lunghi e le complicate rotte sintetiche.
Pura dopaminaUtilizzato dell'agente chelante:
I gruppi funzionali idrossilici e ammina in 3- idrossitiramina possono formare complessi con ioni metallici ed esercitarsi a diversi effetti biologici. Ad esempio, 3- L'idrossitiramina può formare complessi con sali di rame e interagire con i microrganismi marini per avere attività antibatteriche e antibiotiche. Inoltre, 3- L'idrossitiramina può anche formare complessi con ioni di ferro, ioni di manganese e ioni cobalto per esercitare effetti biologici.
1. Reazioni catalizzate con enzimi
3- L'idrossitiramina ha un gruppo elettrofilo che può legarsi agli enzimi e catalizzare reazioni con loro. Ad esempio, 3- L'idrossitiramina può essere utilizzata come substrato di tirosina chinasi per partecipare alla regolazione e alla regolazione delle vie di trasduzione del segnale cellulare. Inoltre, 3- L'idrossitiramina può anche reagire con alcune ossidasi, come la polifenolo ossidasi e l'ossidasi catalizzata da ioni di rame, influenzando così il metabolismo e il rilascio di neurotrasmettitori.
2. Ha attività di acilazione nucleotidica
Gli studi hanno dimostrato che in alcuni casi, 3- idrossitiramina ha attività di acilazione nucleotidica e può esterificare i nucleotidi su altre molecole. Si ritiene che questa attività sia correlata alla funzione di 3- idrossitiramina in diversi percorsi di segnalazione cellulare.
3. Può essere usato come ligando per ioni metallici per formare chelati
I gruppi idrossilici e ammina in 3- idrossiramina possono essere usati come ligandi per combinarsi con ioni metallici per formare chelati di ioni metallici. Ad esempio, 3- idrossityramina può combinarsi con ioni di rame per formare complessi Cu 2+, che sono blu o verdi. Molte reazioni biochimiche dipendono dall'interazione di 3- idrossiramina con ioni metallici.
La dopamina, il principale neurotrasmettitore della catecolamina nel cervello dei mammiferi, è in grado di controllare il rinforzo motorio, cognitivo, affettivo, positivo, l'alimentazione, la regolazione endocrina e molte altre funzioni e i suoi principi sono principalmente derivati dal suo legame con i recettori della dopamina e nel suo ruolo nei diversi circuiti cerebrali. Di seguito è una spiegazione dettagliata di questi principi ed esempi pratici:
Principi
Legatura ai recettori della dopamina: la dopamina regola l'eccitabilità neuronale e la trasmissione dei neurotrasmettitori legandosi ai recettori della dopamina nel cervello, influenzando così una varietà di funzioni fisiologiche.
Ruolo in diversi circuiti cerebrali:
- Circuito di desiderio: il circuito del desiderio della dopamina passa principalmente attraverso il circuito limbico del mesencefalo e quando questo circuito è attivato, vengono generati impulsi e desideri. Ad esempio, quando vediamo un buon pasto o un oggetto desiderato, il circuito del desiderio viene attivato, rilasciando dopamina, il che ci dà l'impulso di acquisirlo.
- Circuiti di controllo: i circuiti di controllo della dopamina, d'altra parte, attraversano principalmente i circuiti corticali del mesencefalo e sono responsabili del calcolo e della pianificazione di gestire gli impulsi incontrollabili del desiderio dopamina, dirigendo questa energia grezza verso un punto finale che ci è favorevole. Ad esempio, quando ci troviamo di fronte a una scelta, il circuito di controllo valuta le opzioni e sviluppa una strategia per raggiungere il nostro obiettivo.
Esempi pratici
Controllo del motore:
La dopamina svolge un ruolo importante nella regolazione della funzione motoria. La malattia di Parkinson è un disturbo neurologico associato a una diminuzione della dopamina, con pazienti che presentano sintomi come la rigidità muscolare e il movimento rallentato. Ciò è dovuto al danno ai neuroni dopaminergici, che porta a una diminuzione della produzione di dopamina e all'incapacità di regolare efficacemente la funzione motoria.
Emotivo e cognitivo:
La dopamina è strettamente correlata alle funzioni emotive e cognitive. Ad esempio, quando sperimentiamo qualcosa di piacevole, il cervello rilascia dopamina, creando un senso di piacere. Allo stesso tempo, la dopamina è anche coinvolta nell'apprendimento e nei processi di memoria, aiutandoci a formare nuovi ricordi e consolidare quelli vecchi.
Rinforzo positivo:
La dopamina è associata al rinforzo positivo, cioè quando siamo ricompensati o soddisfatti dopo aver eseguito un determinato comportamento, il cervello rilascia la dopamina, che migliora quel comportamento. Ad esempio, negli esperimenti sugli animali, quando i ratti vengono premiati con il cibo tirando una leva, i livelli di dopamina nell'aumento del cervello, rendendo i ratti più inclini a ripetere il comportamento.
Regolamento eccessivo:
La dopamina svolge anche un ruolo importante nella regolamentazione del cibo. Quando vediamo un alimento, i circuiti del desiderio vengono attivati, rilasciando dopamina, il che ci fa sentire affamati e vogliamo mangiare. Allo stesso tempo, i circuiti di controllo valutano il valore del cibo e le nostre esigenze per decidere se e quanto mangiare.
Regolazione endocrina: la dopamina è anche coinvolta nella regolazione endocrina, come la regolazione della secrezione della prolattina e dell'ormone della crescita. Questi ormoni hanno un'influenza importante sulla crescita, lo sviluppo, il metabolismo e altri processi del corpo.
Illustrazione specifica del caso
Prendendo il gioco d'azzardo come esempio, l'incertezza del risultato durante il gioco d'azzardo stimolerà il cervello a secernere la dopamina abbondante. In attesa del risultato, il giocatore d'azzardo prova sentimenti di eccitazione e impulsività a causa della secrezione della dopamina. Anche se i giocatori d'azzardo sono consapevoli delle possibili conseguenze negative del gioco d'azzardo, hanno comunque difficoltà a resistere alla tentazione di giocare d'azzardo a causa dell'effetto della dopamina. Ciò illustra il ruolo della dopamina nel rinforzo positivo e nella regolazione del desiderio.
In sintesi, la dopamina controlla una vasta gamma di funzioni fisiologiche nei mammiferi attraverso il suo legame con i recettori e la sua azione in diversi circuiti cerebrali. Queste funzioni hanno una vasta gamma di applicazioni e implicazioni nella vita reale e una comprensione approfondita del meccanismo di azione della dopamina ci aiuta a comprendere meglio le caratteristiche fisiologiche e comportamentali degli esseri umani.
Trattamento e diagnosi della malattia
Con l'ulteriore comprensione della funzione della dopamina, in futuro dovrebbero essere sviluppati metodi di trattamento più efficaci per le malattie correlate alla dopamina. Ad esempio, i farmaci per la dopamina possono ricevere più ricerche e innovazione per le malattie neurologiche come la malattia di Parkinson. In termini di diagnosi della malattia, la rilevazione dei livelli di dopamina diventerà anche uno degli importanti metodi diagnostici. Con il continuo avanzamento della tecnologia di rilevamento, l'accuratezza e l'efficienza del rilevamento della dopamina saranno ulteriormente migliorati, fornendo un forte supporto per la diagnosi precoce delle malattie.
Neuroscienze e Psicologia Ricerca
La ricerca sulla dopamina nei campi della neuroscienza e della psicologia continuerà ad approfondire. Sfogliando le proprietà, le funzioni e le connessioni tra dopamina e salute mentale, possiamo comprendere meglio e rispondere alle malattie legate alla dopamina e contribuire alla causa della salute umana. Inoltre, la ricerca sulla dopamina fornirà nuove idee e direzioni per lo sviluppo di neuroscienze, psicologia e altri campi, promuovendo i progressi nelle discipline correlate.
Sviluppo e innovazione dei farmaci
Con l'approfondimento continuo della ricerca sulla dopamina, in futuro potrebbero essere sviluppati più farmaci per dopamina. Questi farmaci possono avere una maggiore efficacia, effetti collaterali più bassi e una gamma più ampia di applicazioni. Nel frattempo, l'innovazione nei farmaci per dopamina diventerà anche una delle direzioni importanti nel campo dello sviluppo dei farmaci. Migliorando continuamente la struttura chimica, il meccanismo d'azione e il metodo di somministrazione di farmaci, l'efficacia e la sicurezza dei farmaci possono essere ulteriormente migliorati.
Richiesta di mercato e potenziale di crescita
Con l'invecchiamento della popolazione e l'aumento del tasso di incidenza delle malattie del sistema nervoso, la domanda di droghe per dopamina continuerà a crescere. Ciò offrirà ampie opportunità di spazio di mercato e di sviluppo per i farmaci per dopamina. Inoltre, con il miglioramento della consapevolezza della salute delle persone e il continuo progresso del livello medico, saranno presenti requisiti più elevati per la qualità e l'efficacia dei farmaci per dopamina. Ciò guiderà l'innovazione continua e il miglioramento di droghe per dopamina comePura dopaminaPer soddisfare la domanda del mercato e le aspettative dei pazienti.
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