Octopamin - Octopamine

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Octopamin
Octopamin.svg
Ball-and-Stick-Modell des Octopaminmoleküls
Klinische Daten
Andere Namen OCT, Norsympathol, Norsynephrin, para- Octopamin, Beta-Hydroxytyramin, para-Hydroxyphenylethanolamin, α- (Aminomethyl) -4-hydroxybenzolmethanol, 1- (p-Hydroxyphenyl) -2-aminoethanol
Wege
Verwaltung
Oral
ATC-Code
Physiologische Daten
Quelle Gewebe Nervensystem der wirbellosen Tiere; Spurenamin bei Wirbeltieren
Zielgewebe systemweit bei Wirbellosen
Rezeptoren TAAR1 (Säugetiere)
OctαR, OctβR, TyrR (Wirbellose), Oct-TyrR
Agonisten Formamidine (Amitraz (AMZ) und Chlordimeform (CDM))
Antagonisten Epinastin (3-Amino-9,13b-dihydro-1H-dibenz (c, f) imidazo (1,5a) azepinhydrochlorid)
Vorläufer Tyramin
Biosynthese Tyramin-β-Hydroxylase ; Dopamin-β-Hydroxylase
Stoffwechsel p- Hydroxymandelsäure; N-Acetyltransferasen ; Phenylethanolamin-N-methyltransferase
Rechtsstellung
Rechtsstellung
Pharmakokinetische Daten
Bioverfügbarkeit 99,42%
Stoffwechsel p- Hydroxymandelsäure; N-Acetyltransferasen ; Phenylethanolamin-N-methyltransferase
Beseitigung Halbwertszeit 15 Minuten bei Insekten. Zwischen 76 und 175 Minuten beim Menschen
Ausscheidung Bis zu 93% des aufgenommenen Octopamins werden innerhalb von 24 Stunden über den Urin ausgeschieden
Kennungen
CAS-Nummer
PubChem CID
IUPHAR / BPS
ChemSpider
UNII
ChEBI
ChEMBL
CompTox Dashboard ( EPA )
ECHA InfoCard 100.002.890 Bearbeiten Sie dies bei Wikidata
Chemische und physikalische Daten
Formel C 8 H 11 N O 2
Molmasse 153,181  g · mol –1
3D-Modell ( JSmol )
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Octopamin (Summenformel C 8 H 11 NO 2 ; auch als para- Octopamine und andere bekannt) ist eine organische Chemikalie, die eng mit Noradrenalin verwandt ist und auf homologem Weg biologisch synthetisiert wird. Sein Name leitet sich von der Tatsache ab, dass es erstmals in den Speicheldrüsen des Oktopus identifiziert wurde.

Bei vielen Arten von Wirbellosen ist Octopamin ein wichtiger Neurotransmitter und Hormon . In Protostomen - Arthropoden, Weichtieren und verschiedenen Arten von Würmern - ersetzt es Noradrenalin und erfüllt Funktionen, die anscheinend denen von Noradrenalin bei Säugetieren ähnlich sind. Diese Funktionen wurden als Mobilisierung des Körpers und des Nervensystems zum Handeln beschrieben. Bei Säugetieren kommt Octopamin nur in Spuren vor, und es ist keine biologische Funktion dafür fest etabliert. Es kommt auch natürlich in zahlreichen Pflanzen vor, einschließlich Bitterorange . Octopamin wurde unter Handelsnamen wie Epirenor , Norden und Norfen zur Verwendung als verschreibungspflichtiges Sympathomimetikum verkauft .

Funktionen

Zelluläre Effekte

Octopamin übt seine Wirkung aus, indem es an Rezeptoren auf der Oberfläche von Zellen bindet und diese aktiviert. Diese Rezeptoren wurden hauptsächlich an Insekten untersucht, wo sie in drei Typen unterteilt werden können: alpha-adrenerge (OctαR), die strukturell und funktionell noradrenergen alpha-1-Rezeptoren bei Säugetieren ähnlich sind; Beta-adrenerge (OctβR), die strukturell und funktionell den noradrenergen Beta-Rezeptoren bei Säugetieren ähnlich sind; und gemischte Octopamin / Tyramin-Rezeptoren (TyrR), die strukturell und funktionell noradrenergen Alpha-2-Rezeptoren bei Säugetieren ähnlich sind. Rezeptoren in der TyrR-Klasse werden jedoch im Allgemeinen stärker durch Tyramin als durch Octopamin aktiviert .

Bei Wirbeltieren wurden keine Octopamin-spezifischen Rezeptoren identifiziert. Octopamin bindet schwach an Rezeptoren für Noradrenalin und Adrenalin , es ist jedoch nicht klar, ob dies eine funktionelle Bedeutung hat. Es bindet stärker an Spuren von Amin-assoziierten Rezeptoren (TAARs), insbesondere TAAR1 .

Wirbellosen

Octopamin wurde erstmals 1948 vom italienischen Wissenschaftler Vittorio Erspamer in den Speicheldrüsen des Oktopus entdeckt und wirkt seitdem als Neurotransmitter , Neurohormon und Neuromodulator bei Wirbellosen . Obwohl Erspamer sein natürliches Vorkommen entdeckte und es nannte, existierte Octopamin tatsächlich seit vielen Jahren als pharmazeutisches Produkt. Es wird häufig bei energieaufwändigen Verhaltensweisen von allen Insekten, Krebstieren (Krabben, Hummer, Krebse) und Spinnen eingesetzt. Solche Verhaltensweisen umfassen Fliegen, Eiablage und Springen.

Octopamin wirkt als Insektenäquivalent zu Noradrenalin und ist an der Regulierung der Aggression bei Wirbellosen beteiligt, mit unterschiedlichen Auswirkungen auf verschiedene Arten. Studien haben gezeigt, dass die Reduktion des Neurotransmitters Octopamin und die Verhinderung der Kodierung von Tyramin-Beta-Hydroxylase (einem Enzym, das Tyramin in Octopamin umwandelt ) die Aggression bei Drosophila verringert, ohne andere Verhaltensweisen zu beeinflussen.

Bei Insekten wird Octopamin von einer ausgewählten Anzahl von Neuronen freigesetzt, wirkt jedoch im gesamten Zentralhirn, auf alle Sinnesorgane und auf mehrere nicht-neuronale Gewebe. In den Thoraxganglien wird Octopamin hauptsächlich von DUM-Neuronen (dorsaler ungepaarter Median) und VUM-Neuronen (ventraler ungepaarter Median) freigesetzt, die Octopamin auf neurale, muskuläre und periphere Ziele freisetzen. Diese Neuronen sind wichtig für die Vermittlung energieintensiver motorischer Verhaltensweisen wie fluchtinduziertes Springen und Fliegen. Zum Beispiel setzt das DUMeti-Neuron der Heuschrecke Octopamin auf den Streckschienbeinmuskel frei, um die Muskelspannung zu erhöhen und die Entspannungsrate zu erhöhen. Diese Aktionen fördern eine effiziente Beinmuskelkontraktion beim Springen. Während des Fluges sind auch DUM-Neuronen aktiv und setzen im gesamten Körper Octopamin frei, um den Energiestoffwechsel, die Atmung, die Muskelaktivität und die Fluginternuronaktivität zu synchronisieren.

Bei Honigbienen und Fruchtfliegen spielt Octopamin eine wichtige Rolle beim Lernen und Gedächtnis. Bei der Glühwürmchen führt die Freisetzung von Octopamin zur Lichtproduktion in der Laterne.

Bei Hummern scheint Octopamin Neurohormone in gewissem Maße im Zentralnervensystem zu lenken und zu koordinieren , und es wurde beobachtet, dass die Injektion von Octopamin in Hummer und Krebse zu einer Verlängerung der Gliedmaßen und des Bauches führte.

Heberlein et al. Studien zur Alkoholtoleranz bei Fruchtfliegen durchgeführt haben; Sie fanden heraus, dass eine Mutation, die einen Octopaminmangel verursachte, auch eine geringere Alkoholtoleranz verursachte.

Die smaragdgrüne Kakerlakenwespe sticht den Wirt wegen ihrer Larven (einer Kakerlake) im Kopfganglion (Gehirn). Das Gift blockiert die Octopaminrezeptoren und die Kakerlake zeigt keine normalen Fluchtreaktionen und pflegt sich übermäßig. Es wird fügsam und die Wespe führt es zur Höhle der Wespe, indem sie ihre Antenne wie eine Leine zieht.

Wirbeltiere

Bei Wirbeltieren ersetzt Octopamin Noradrenalin in sympathischen Neuronen durch die chronische Verwendung von Monoaminoxidasehemmern . Es kann für die häufige Nebenwirkung einer orthostatischen Hypotonie mit diesen Mitteln verantwortlich sein, obwohl es auch Hinweise darauf gibt, dass es tatsächlich durch erhöhte N- Acetylserotoninspiegel vermittelt wird .

In einer Studie wurde festgestellt, dass Octopamin ein wichtiges Amin sein könnte, das die therapeutischen Wirkungen von Inhibitoren wie Monoaminoxidase-Inhibitoren beeinflusst , insbesondere weil ein starker Anstieg der Octopaminspiegel beobachtet wurde, wenn Tiere mit diesem Inhibitor behandelt wurden. Octopamin wurde in den Urinproben von Säugetieren wie Menschen, Ratten und Kaninchen, die mit Monoaminoxidasehemmern behandelt wurden, positiv identifiziert . In bestimmten tierischen Geweben wurden auch sehr geringe Mengen an Octopamin gefunden. Es wurde beobachtet, dass im Körper eines Kaninchens Herz und Niere die höchsten Konzentrationen an Octopamin enthielten. Es wurde festgestellt, dass Octopamin innerhalb von 24 Stunden nach seiner Produktion im Körper als Nebenprodukt von Iproniazid bei Kaninchen zu 93% vom Urin eluiert wird.

Pharmakologie

Octopamin wurde unter Handelsnamen wie Epirenor , Norden und Norfen zur Verwendung in der Medizin als Sympathomimetikum verkauft , das auf Rezept erhältlich ist. Es gibt jedoch nur sehr wenige Informationen über den klinischen Nutzen oder die Sicherheit.

Bei Säugetieren kann Octopamin die Freisetzung von Fett aus Adipozyten (Fettzellen) mobilisieren , was zu seiner Werbung im Internet als Schlankheitshilfe geführt hat. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass das freigesetzte Fett sofort in andere Zellen aufgenommen wird, und es gibt keine Hinweise darauf, dass Octopamin den Gewichtsverlust erleichtert. Octopamin kann auch den Blutdruck signifikant erhöhen, wenn es mit anderen Stimulanzien kombiniert wird , wie in einigen Nahrungsergänzungsmitteln zur Gewichtsreduktion .

Die Welt-Anti-Doping-Agentur listet Octopamin als verbotene Substanz für den Wettbewerbsgebrauch als "spezifiziertes Stimulans" auf der Verbotsliste 2019 auf.

Biochemische Mechanismen

Säugetiere

Octopamin ist einer von vier primären endogenen Agonisten des humanen Spurenamin-assoziierten Rezeptors 1 .

Wirbellosen

Octopamin bindet an seine jeweiligen G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs), um einen Zellsignaltransduktionsweg zu initiieren. Es wurden mindestens drei Gruppen von Octopamin-GPCR definiert. OctαR (OCTOPAMINE1-Rezeptoren) sind enger mit α-adrenergen Rezeptoren verwandt, während OctβR (OCTOPAMINE2-Rezeptoren) enger mit β-adrenergen Rezeptoren verwandt sind. Die Octopamin / Tyramin-Rezeptoren (einschließlich Oct-TyrR) können beide Liganden binden und eine agonistenspezifische Kopplung aufweisen. Oct-TyrR ist sowohl in den Gengruppen OCTOPAMINE als auch TYRAMINE RECEPTORS aufgeführt.

Biosynthese

In Menschen

Siehe auch

Verweise