דופמין: פונקציה, מנגנון פעולה, סינתזה - נוירופסיכולוגיה - 2025

דופמין הוא מוליך עצבי המיוצר על ידי מגוון רחב של בעלי חיים, כולל שתי חוליות ויצורים חסרי חוליות. זהו המעביר העצבי החשוב ביותר במערכת העצבים המרכזית של היונקים ומשתתף בוויסות של פונקציות שונות כמו התנהגות מוטורית, מצב רוח ואפקטיביות.

הוא נוצר במערכת העצבים המרכזית, כלומר במוחם של בעלי חיים, והוא מהווה חלק מהחומרים הידועים בשם catecholamines. קטכולאמינים הם קבוצה של מעבירים עצביים המשתחררים לזרם הדם וכוללים שלושה חומרים עיקריים: אדרנלין, נוראדרנלין ודופמין.

מולקולת דופמין תלת מימדית.

שלושת החומרים הללו מסונתזים מחומצת האמינו טירוזין וניתנים לייצור בבלוטת יותרת הכליה (מבנים של הכליות) או בקצות העצבים של נוירונים.

הדופמין נוצר בחלקים מרובים של המוח, במיוחד באזור ה substantia nigra, ומבצע פעולות העברה עצבית במערכת העצבים המרכזית, ומפעיל את חמשת הקולטנים לדופמין: D1, D2, D3, D4 ו- D5.

בכל אזור במוח, דופמין אחראי על ביצוע מספר פונקציות שונות.

החשובים ביותר הם: תנועות מוטוריות, ויסות הפרשת פרולקטין, הפעלת מערכת ההנאה, השתתפות בוויסות שינה ומצב רוח, והפעלת תהליכים קוגניטיביים.

המערכת הדופמינרגית

במוח ישנם אלפי נוירונים דופמין, כלומר כימיקלים לדופמין. העובדה שמעביר עצבי זה כל כך שופע ומופץ כל כך בין אזורים עצביים מרובים הובילה להופעתן של מערכות דופמינרגיות.

מערכות אלו נותנות שמות לקשרים הדופמין השונים באזורים שונים במוח, כמו גם לפעילויות ולתפקודים שכל אחד מהם מבצע.

באופן זה ניתן לקבץ דופמין ותחזיותיו לשלוש מערכות עיקריות.

מערכות Ultrashort

הוא יוצר שתי קבוצות של נוירונים דופמינרגיים עיקריים: אלה של נורת הריח ואלו של שכבות הפרספורמה של הרשתית.

תפקודן של שתי הקבוצות הראשונות של הדופמין אחראי בעיקר לתפקודים תפיסתיים, הן הוויזואליים והן הריח הריח.

מערכת אורך ביניים

הם כוללים תאי דופמין המתחילים בהיפותלמוס (אזור פנימי במוח) ומסתיימים בגרעין האמצעי של יותרת המוח (בלוטה אנדוקרינית המפרישה הורמונים האחראים על ויסות ההומאוסטזיס).

קבוצה זו של דופמין מאופיינת בעיקר בוויסות המנגנונים המוטוריים והתהליכים הפנימיים של הגוף כמו טמפרטורה, שינה ואיזון.

מערכות ארוכות

קבוצה אחרונה זו כוללת נוירונים באזור התיוג הגחון (אזור מוח הנמצא במוח התיכון), המעבירים תחזיות לשלושה אזורים עצביים עיקריים: הנאוסטריאטום (גרעין הקאודאט והפוטמן), קליפת המוח הלימבית ומבנים לימביים אחרים.

תאי דופמין אלה אחראים לתהליכים נפשיים גבוהים יותר כמו קוגניציה, זיכרון, תגמול או מצב רוח.

כפי שאנו רואים, דופמין הוא חומר שניתן למצוא כמעט בכל אזור מוחי המבצע אינסוף של פעילויות ותפקודים נפשיים.

מסיבה זו, לתפקוד התקין של הדופמין יש חשיבות חיונית לרווחתם של אנשים וישנם שינויים רבים שקשורים לחומר זה.

עם זאת, לפני שנתחיל לבחון בפירוט את פעולותיו והשלכותיו של חומר זה, אנו הולכים להתעמק מעט יותר על פעולתו ועל מאפייניו האישיים.

סינתזה של דופמין

דופמין הוא חומר אנדוגני למוח וככזה, הוא מיוצר באופן טבעי על ידי הגוף. הסינתזה של נוירוטרנסמיטר זה מתרחשת במסופי העצבים הדופמינרגיים, שם הם נמצאים בריכוז גבוה של האנזימים האחראיים.

אנזימים אלו המקדמים ייצור סרוטונין הם טירוזין הידרוקסילאז (TH) וחומצה אמינית דקארבוקסילאז ארומטית (L-DOPA). לפיכך, תפקודם של שני אנזימים מוחיים אלה הוא הגורם העיקרי שמנבא את ייצור הדופמין.

האנזים L-DOPA דורש את נוכחותו של האנזים TH להתפתח ולהוסיף לאחרון לייצור דופמין. יתר על כן, נוכחות של ברזל נדרשת גם להתפתחות תקינה של המעביר העצבי.

לפיכך, על מנת שנוצר ויופץ דופמין בדרך כלל דרך אזורי מוח שונים, יש צורך בהשתתפות חומרים, אנזימים ופפטידים שונים בגוף.

מנגנון פעולה

דור הדופמין שהסברנו לעיל אינו מסביר את פעולתו של חומר זה, אלא פשוט את הופעתו.

לאחר יצירת הדופמין מתחילים להופיע נוירונים דופמינרגיים במוח, אך אלה חייבים להתחיל לתפקד כדי לבצע את פעילותם.

כמו כל חומר כימי, על מנת לתפקד דופמין חייב לתקשר זה עם זה, כלומר, יש להעביר אותו מנוירון אחד למשנהו. אחרת, החומר יישאר תמיד דומם ולא יבצע פעילות מוחית או יבצע את הגירוי העצבי הדרוש.

כדי להעביר דופמין מנוירון אחד למשנהו, נדרשת נוכחות של קולטנים ספציפיים, קולטני הדופמין.

קולטנים מוגדרים כמולקולות או סידורים מולקולריים שיכולים לזהות באופן סלקטיבי ליגנד ולהופעל על ידי הליגנד עצמו.

קולטני דופמין מסוגלים להבדיל בין דופמין לסוגים אחרים של מעבירים עצביים ולהגיב רק אליו.

כאשר דופמין משתחרר על ידי נוירון, הוא נשאר במרחב האינטר-סינפטי (המרחב בין נוירונים) עד שקולט דופמין מרים אותו ומציג אותו לנוירון אחר.

סוגים של קולטני דופמין

ישנם סוגים שונים של קולטני דופמין, לכל אחד מהם מאפיינים ותפקיד ספציפי.

באופן ספציפי ניתן להבחין בין 5 סוגים עיקריים: קולטני D1, קולטני D5, קולטני D2, קולטני D3 וקולטני D4.

קולטני D1 הם השכיחים ביותר במערכת העצבים המרכזית ונמצאים בעיקר בפקעת הריח, בנוסטריאטום, בגרעין אקומבנס, באמיגדלה, בגרעין התת-אלמי, ובנוגרה המהותית.

הם מראים זיקה נמוכה יחסית לדופמין והפעלת קולטנים אלה מובילה להפעלת חלבונים וגירוי של אנזימים שונים.

קולטני D5 נדירים בהרבה מ- D1 ובעלי פעולה דומה מאוד.

קולטני D2 קיימים בעיקר בהיפוקמפוס, בגרעין אקומבנים ובנוסטריאטום, ומשתלבים בחלבוני G.

לבסוף, קולטני D3 ו- D4 נמצאים בעיקר בקליפת המוח והם היו מעורבים בתהליכים קוגניטיביים כמו זיכרון או תשומת לב.

פונקציות של דופמין

מולקולת דופמין 2D.

דופמין הוא אחד הכימיקלים החשובים במוח, ולכן הוא מבצע פונקציות מרובות.

העובדה שהוא מופץ באופן נרחב באזורי המוח פירושו שהמעביר העצבי הזה אינו מוגבל לביצוע פעילות אחת או פונקציות בעלות מאפיינים דומים.

למעשה, דופמין משתתף בתהליכים מוחיים מרובים ומאפשר לבצע פעילויות מגוונות ושונות מאוד. התפקידים העיקריים שדופמין מבצע הם:

תנועה מוטורית

תאי עצב דופמינרגיים הנמצאים באזורים הפנימיים ביותר של המוח, כלומר בגנגליה הבסיסית, מאפשרים ייצור תנועות מוטוריות אצל אנשים.

נראה כי קולטני D5 מעורבים במיוחד בפעילות זו ודופמין הוא מרכיב מרכזי בהשגת תפקוד מוטורי אופטימלי.

העובדה שרוב מגלה תפקיד זה של דופמין היא מחלת פרקינסון, פתולוגיה בה היעדר הדופמין בגנגליה הבסיסית פוגע מאוד ביכולת התנועה של האדם.

זיכרון, תשומת לב ולמידה

הדופמין מופץ גם באזורים העצביים המאפשרים למידה וזיכרון, כמו ההיפוקמפוס וקליפת המוח.

כאשר לא מופרש מספיק דופמין באזורים אלה, יכולות להופיע בעיות זיכרון, חוסר יכולת לשמור על קשיי קשב ולימוד.

רגשות הגמול

זה ככל הנראה התפקיד העיקרי של חומר זה מכיוון שהדופמין המופרש במערכת הלימבית מאפשר לחוות תחושות של הנאה ותגמול.

באופן זה, כאשר אנו מבצעים פעילות שנעימה לנו, המוח שלנו משחרר אוטומטית דופמין, המאפשר לנו לחוות את תחושת ההנאה.

עיכוב ייצור הפרולקטין

דופמין אחראי על עיכוב הפרשת פרולקטין, הורמון פפטיד המגרה את ייצור החלב בבלוטות החלב ואת הסינתזה של פרוגסטרון ב corpus luteum.

פונקציה זו מבוצעת בעיקר בגרעין הקמור של ההיפותלמוס וביתרת המוח הקדמית.

ויסות שינה

תפקודו של הדופמין בבלוטת האצטרובל מאפשר לו להכתיב את הקצב הצירדי בבני אדם שכן הוא מאפשר לשחרר את המלטונין ומייצר את תחושת השינה כאשר הוא לא ישן כבר זמן רב.

יתר על כן, דופמין ממלא תפקיד חשוב בעיבוד הכאב (רמות נמוכות של דופמין קשורות לתסמינים כואבים), והוא מעורב במעשי הרפלקס העצמי של בחילה.

אפנון מצב רוח

לבסוף, דופמין ממלא תפקידים חשובים בוויסות מצב הרוח, ולכן רמות נמוכות של חומר זה קשורות במצב רוח רע ובדיכאון.

פתולוגיות הקשורות לדופמין

דופמין הוא חומר שמבצע פעילויות מוחיות מרובות, כך שתפקודו יכול להוביל למחלות רבות. החשובים ביותר הם.

מחלת פרקינסון

זוהי הפתולוגיה הקשורה באופן הישיר ביותר לתפקוד של דופמין באזורי המוח. למעשה, מחלה זו נגרמת בעיקר כתוצאה מאובדן ניוון של נוירוטרנסמיטרים דופמינרגיים בגנגלי הבסיס.

הירידה בדופמין מתרגמת לסימפטומים המוטוריים האופייניים למחלה, אך היא יכולה גם לגרום לביטויים אחרים הקשורים לתפקודו של המוליך העצבי כמו בעיות זיכרון, קשב או דיכאון.

הטיפול הפרמקולוגי העיקרי בפרקינסון מבוסס על שימוש במבשר דופמין (L-DOPA) המאפשר עלייה קלה בכמויות הדופמין במוח ומקל על התסמינים.

סכִיזוֹפרֶנִיָה

ההשערה העיקרית לאטיולוגיה של סכיזופרניה מבוססת על התיאוריה הדופמינרגית, הקובעת כי מחלה זו נובעת מפעילות יתר של המעביר העצבי הדופמין.

השערה זו נתמכת ביעילותן של תרופות אנטי-פסיכוטיות למחלה זו (המעכבות קולטני D2) וביכולתן של תרופות המגבירות את הפעילות הדופמינרגית כמו קוקאין או אמפטמינים לייצר פסיכוזה.

אֶפִּילֶפּסִיָה

בהתבסס על תצפיות קליניות שונות, הועלתה הנחה כי אפילפסיה יכולה להיות תסמונת של היפואקטיביות דופמינרגית, כך שגירעון בייצור הדופמין באזורים mesolimbic יכול להוביל למחלה זו.

נתונים אלו לא מנוגדים לחלוטין אך נתמכים על ידי יעילותן של תרופות שהן תוצאות אפקטיביות לטיפול באפילפסיה (נוגדי פרכוסים), המגבירות את הפעילות של קולטני D2.

הִתמַכְּרוּת

באותו מנגנון של דופמין המאפשר ניסוי של הנאה, סיפוק ומוטיבציה, קיימים גם בסיסי ההתמכרות.

סמים המספקים שחרור רב יותר של דופמין, כמו טבק, קוקאין, אמפטמינים ומורפין, הם אלו שיש להם את הכוח הממכר הגדול ביותר בגלל הגידול בדופמין המיוצר באזורי ההנאה והגמול במוח.

הפניות

1. Arias-Montaño JA. אפנון סינתזת דופמין על ידי קולטנים presynaptic. עבודת דוקטורט, המחלקה לפיזיולוגיה, ביו-פיזיקה ומדעי המוח, CINVESTAV, 1990.
2. פלדמן RS, מאייר JS, Quenzer LF. עקרונות הנוירופסיכופארמקולוגיה. Sunderland, Sinauer, 1997: 277-344.
3. גוברט A, Lejeune F, Rivet JM, Cistarelli L, Millan MJ. קולטני דופמין D3 (אוטומטיים) מעכבים את שחרור הדופמין בקליפת המוח הקדמית של חולדות הנע בחופשיות in vivo. J Neurochem 1996; 66: 2209-12.
4. Hetey L, Kudrin V, Shemanov A, Rayevsky K, Delssner V. Presynaptic דופמין וקולטני סרוטונין שמווסתים את פעילות טירוזין הידרוקסילאז בסינפטוזומים של גרעינים המצויים על חולדות. Eur J Pharmacol 1985; 43: 327-30.
5. אודוד BF. מבנה קולטני הדופמין. J Neurochem 1993; 60: 804-16.
6. האם יש להתחיל בטיפול במחלת פרקינסון באמצעות אגוניסט דופמין? Neurol 1998; 50 (Suppl 6): S19-22.
7. סטאר מ.ס. תפקיד הדופמין באפילפסיה. Synapse 1996; 22: 159-94.