Dopamina, adrenalina e noradrenalina, le tre catecolamine principali, sono alcuni dei neurotrasmettitori più rilevanti per il nostro sistema nervoso. In questo articolo analizzeremo le proprietà chimiche e le funzioni di ciascuna di queste catecolamine, nonché le caratteristiche comuni tra i tre neurotrasmettitori.

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Cosa sono le catecolamine?

Le catecolamine sono un insieme di neurotrasmettitori della classe delle monoammine, a cui appartengono anche triptamine (serotonina e melatonina), istamina o fenetilammine. Dopamina, adrenalina e noradrenalina sono le tre catecolamine principali.

A livello chimico questi neurotrasmettitori sono caratterizzati dalla presenza di un catecolo (un composto organico contenente un anello benzenico e due gruppi idrossilici) e un’ammina nella catena laterale. Sono derivati dall’aminoacido tirosina, che otteniamo attraverso alimenti ricchi di proteine come latticini, banane, avocado o noci.

Il sito principale della sintesi delle catecolamine sono le cellule cromaffine del midollo surrenale e le fibre postgangliari del sistema nervoso simpatico. Descriveremo più in dettaglio le caratteristiche della sintesi di questi neurotrasmettitori nelle sezioni seguenti.

Il ruolo di questi neurotrasmettitori è fondamentale in processi quali cognizione, emozione, memoria e apprendimento, controllo motorio e regolazione del sistema endocrino. Noradrenalina e adrenalina sono anche la chiave per la risposta allo stress.

Gli aumenti dei livelli di catecolamina sono associati ad un aumento della frequenza cardiaca e dei livelli di glucosio e all’attivazione del sistema nervoso parasimpatico. Le disfunzioni catecolaminergiche possono causare alterazioni del sistema nervoso e di conseguenza disturbi neuropsichiatrici come la psicosi o il morbo di Parkinson.

Le 3 catecolamine principali

Dopamina, adrenalina e noradrenalina sono molto simili da un punto di vista chimico, ma ognuna di esse ha peculiarità distintive che richiedono una descrizione dettagliata per comprendere le funzioni di ciascuna di queste catecolamine.

Dopamina

Il nostro corpo trasforma la tirosina in un altro amminoacido, levodopa o L-DOPA, e questo a sua volta viene convertito in dopamina. La dopamina, a sua volta, è la catecolamina più basilare, e sia l’adrenalina che la norepinefrina sono prodotte da questo neurotrasmettitore.

Quando si trova nel cervello, la dopamina svolge un ruolo neurotrasmettitore; ciò significa che è coinvolta nell’invio di segnali elettrochimici tra i neuroni. Al contrario, nel sangue funziona come un messaggero chimico e contribuisce alla vasodilatazione e all’inibizione dell’attività dell’apparato digerente, del sistema immunitario e del pancreas.

I percorsi cerebrali in cui è coinvolta la dopamina, principalmente nigrostriato e mesolimbico, sono correlati al comportamento motivato dal rinforzo: i loro livelli aumentano quando otteniamo ricompense. Quindi la dopamina è importante per processi come l’apprendimento, il controllo motorio e le dipendenze da sostanze psicoattive.

Le alterazioni in questi due percorsi neurali causano sintomi psicotici. Sintomi positivi come allucinazioni sono stati associati a disfunzioni nella via del nigrostriato (che collega la substantia nigra allo striato, una struttura dei gangli della base) e sintomi negativi come deficit emotivi sono stati associati a disfunzioni nel mesocorticale.

La distruzione dei neuroni dopaminergici nel mesencefalo substantia nigra è la causa del morbo di Parkinson. Questo disturbo neurologico degenerativo è caratterizzato soprattutto dalla presenza di deficit e alterazioni di carattere motorio, in particolare tremori a riposo.

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Adrenalina

L’adrenalina viene generata dall’ossidazione e dalla metilazione della dopamina, principalmente nel locus coeruleus, situato nel tronco cerebrale. La sintesi di questo neurotrasmettitore è stimolata dal rilascio di ormone adrenocorticotropo nel sistema nervoso simpatico.

Adrenalina e noradrenalina, di cui parleremo di seguito, sono considerati ormoni dello stress, poiché quando agiscono al di fuori del sistema nervoso non lo fanno come neurotrasmettitori ma come ormoni. Si riferiscono alla regolazione cardiaca e respiratoria e al consumo di risorse corporee per affrontare le sfide ambientali.

Sia l’adrenalina che la noradrenalina sono fondamentali per rispondere a più tipi di fattori di stress e altri processi legati all’attivazione del corpo, come l’esercizio fisico, l’esposizione al calore e la riduzione dei livelli di ossigeno o glucosio nel sangue.

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Noradrenalina

L’ossidazione dell’adrenalina dà origine alla noradrenalina, nello stesso modo in cui la dopamina la converte in adrenalina e tirosina in dopamina. Come l’adrenalina, svolge il ruolo di un neurotrasmettitore nel sistema nervoso e un ormone nel resto del corpo.

Tra le funzioni della noradrenalina possiamo evidenziare la vigilanza cerebrale, il mantenimento della veglia, il focus dell’attenzione, la formazione di ricordi e la comparsa di sentimenti di ansia, così come l’aumento della pressione sanguigna e il rilascio di riserve di glucosio.

La riduzione dei livelli di noradrenalina è associata ad alterazioni nei diversi tipi di apprendimento, in particolare il consolidamento delle memorie a lungo termine e l’apprendimento latente. Questa funzione è probabilmente dovuta al controllo dell’attività neuronale da parte della noradrenalina nelle regioni del cervello coinvolte nell’apprendimento, come l’amigdala.

A livello psicopatologico questo neurotrasmettitore è coinvolto in disturbi da stress e ansia, depressione maggiore, morbo di Parkinson e disturbo da deficit di attenzione e iperattività.

Riferimenti:

• Kobayashi, K. (2001). Ruolo della segnalazione delle catecolamine nelle funzioni del cervello e del sistema nervoso: nuove intuizioni dallo studio genetico molecolare del topo. Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings, 6 (1): 115-21.

• Zouhal, H., Jacob, C., Delamarche, P. & Gratas-Delamarche, A. (2008). Le catecolamine e gli effetti dell’esercizio fisico, dell’allenamento e del genere. Medicina dello sport, 38 (5): 401-23.