Дофами́н [2-(3,4-дигидроксифенилэтиламин), окситирамин], нейромедиатор и нейрогормон из группы катехоламинов. Образуется в организме в результате ферментативного декарбоксилирования аминокислоты L-3,4-дигидроксифенилаланина, или ДОФА; биохимический предшественник норадреналина. Открыт в 1954 г. канадскими нейрофизиологами Дж. Олдсом и П. Милнером в ходе исследования центра удовольствия в мозге.

Процессы, запускаемые дофамином внутри клетки при связывании со специфическими рецепторами.Процессы, запускаемые дофамином внутри клетки при связывании со специфическими рецепторами.У беспозвоночных животных (в т. ч. плоские черви, нематоды, моллюски, членистоногие) нейроны, использующие дофамин в качестве медиатора, – дофаминергические нейроны – могут быть представлены периферическими чувствительными образованиями или включаться в состав центральных ганглиев. У позвоночных дофамин в основном продуцируется нейронами, формирующими скопления в среднем мозге (чёрная субстанция), и секретируется (как гормон) особыми нейросекреторными клетками гипоталамуса.

Дофамин участвует в обеспечении произвольной двигательной активности и регуляции эмоционального состояния; как гормон способен вызывать торможение секреции пролактина и соматотропного гормона. При дефиците дофамина в подкорковых структурах мозга или отмирании нейронов чёрной субстанции у человека развивается паркинсонизм.

Дофамин оказывает своё действие через метаботропные рецепторы, вызывая образование большого числа вторичных посредников, которые могут долгое время сохраняться в межклеточном пространстве, чем обуславливают долгосрочный эффект этого нейромедиатора. Благодаря этому дофамин может модулировать возбудимость нейронов и «быструю» глутамат- и ГАМКергическую нейротрансмиссию. Поэтому дофамин вовлечён в такие сложные процессы нервной системы, как формирование памяти, настроения, мотивации и эмоций.

Цикл дофамина

Предшественником катехоламинов, включая дофамин, является незаменимая аминокислота L-тирозин. Фермент тирозингидроксилаза катализирует гидроксилирование тирозина до ДОФА, затем фермент декарбоксилаза ароматических аминокислот декарбоксилирует ДОФА до дофамина (Dopamine ... 2019).

Схема синтеза дофамина.Схема синтеза дофамина.После синтеза дофамин упаковывается в пресинаптические везикулы и транспортируется к пресинаптическому окончанию аксона. Когда потенциал действия деполяризует пресинаптическую плазматическую мембрану, ион Ca²⁺ проникает через кальциевые каналы внутрь пресинаптического нейрона и быстро запускает слияние мембран везикул с плазматической мембраной, благодаря чему нейромедиаторы высвобождаются и диффундируют через синаптическую щель для активации постсинаптических рецепторов. Кроме того, дофамин может выделяться из тел нейронов и дендритов (соматодендритное высвобождение) и действовать на внесинаптические рецепторы. Такое явление называется объёмной передачей, когда нейромедиаторы диффундируют в ткани для активации относительно удалённых рецепторов и передачи сигналов (Liu. 2019).

Cвязывание дофамина со своими метаботропными рецепторами приводит к активации G-белка (Dopamine. 2019). Если рецептор связан с G_s-белком, то происходит активация аденилатциклазы и повышение содержания циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) в клетке. цАМФ активирует протеинкиназу А, способную фосфорилировать белки, контролирующие возбудимость нервной клетки и обеспечивающие генерацию и передачу нервных импульсов нейроном. Если рецептор связан с G_i-белком, то происходят обратные процессы: дезактивация аденилатциклазы, снижение уровня цАМФ и дефосфорилирование белков.

Для устранения непрерывного и избыточного влияния дофамина на клетки-мишени осуществляется его разрушение или обратный захват.

Разрушение дофамина может происходить с помощью о-метилирования (фермент – катехол-о-метилтрансфераза, КОМТ) либо с помощью окислительного дезаминирования (фермент – моноаминоксидаза, МАО-Б) до дигидроксифенил-уксусной кислоты (ДОФУК), которая далее может метилироваться до гомованилиновой кислоты.

Обратный захват дофамина обеспечивает мембранный белок-транспортёр DAT (dopamine transporter) (Palermo. 2019), который перекачивает дофамин обратно в пресинаптический нейрон, где нейромедиатор вновь упаковывается в везикулы для дальнейшего использования.

Рецепторы дофамина

Дофаминовые рецепторы – трансмембранные, связаны с G-белком; широко экспрессируются в организме и функционируют как в периферической, так и в центральной нервной системах (Delva. 2021).

Специфические рецепторы дофамина