Что такое дофамин?

Автор: Бенедетта Куффари, магистр наук

Дофамин — важнейший нейромедиатор и нейромодулятор, который регулирует настроение, двигательную активность, чувство удовольствия и различные физиологические процессы как в центральной, так и в периферической нервной системе. Нарушения в работе дофаминовых путей приводят к неврологическим, психическим и метаболическим расстройствам, что делает дофамин ключевой мишенью для исследований и терапии.

Введение

Дофамин — это универсальный катехоламин, который в организме выполняет функции как нейромедиатора, так и нейромодулятора. В центральной нервной системе (ЦНС) дофамин регулирует настроение, мотивацию и чувство удовольствия, а также играет важную роль в контроле движений. Его сосудорасширяющее действие проявляется в основном в периферических тканях через специфические подтипы дофаминовых рецепторов.

Химическая структура и биосинтез

Хотя дофаминергические нейроны представляют менее 1% подтипов клеток в головном мозге, дофамин содержит примерно 80% катехоламинов в ЦНС, хотя эта цифра является приблизительной и может варьироваться в зависимости от методов измерения1

Дофамин — это катехоламин, который в основном синтезируется дофаминергическими нейронами, расположенными в чёрной субстанции и вентральной области покрышки (ВОП) головного мозга, где этот химический мессенджер в основном выполняет функцию нейромедиатора. Гипоталамус и энтеральная нервная система желудочно-кишечного тракта также вырабатывают небольшое количество дофамина.2

Синтез дофамина начинается с преобразования тирозина в левовращающий дигидроксифенилаланин (L-ДОФА) под действием фермента тирозингидроксилазы. L-ДОФА впоследствии преобразуется в дофамин под действием декарбоксилазы дигидроксифенилаланина (ДОФА).

Основные дофаминергические пути в головном мозге

В чёрной субстанции головного мозга находится около 135 000 дофаминергических нейронов, хотя их количество зависит от вида животного и метода подсчёта. Из них 35 000 находятся в вентральной области покрышки (ВОП). Выброс дофамина можно разделить на фазный и тонический. Фазный выброс дофамина приводит к быстрому и временному повышению его уровня, в то время как тонический выброс дофамина является более мягкой и менее интенсивной реакцией.1

Дофаминергическая система состоит из четырёх функционально и анатомически взаимосвязанных путей, включая мезолимбический, нигростриарный, мезокортикальный и тубероинфундибулярный пути.2

Мезолимбический путь

Мезолимбический путь, берущий начало в прилежащем ядре, проходит через миндалевидное тело, грушевидную долю коры головного мозга, латеральные ядра перегородки и прилежащее ядро (NAc). К первичным факторам, стимулирующим выработку дофамина, относятся еда и секс; однако «неестественные вознаграждения», такие как алкоголь, наркотики и азартные игры, также могут способствовать мощному выбросу дофамина.

Мезокортикальный путь

Мезокортикальный путь начинается в прилежащем ядре и идёт к лобной доле коры головного мозга и септогиппокампальным областям. Основные функции мезокортикального пути включают модуляцию когнитивного и эмоционального поведения.

Нигростриарный путь

Дофаминергические сигналы передаются от чёрной субстанции через нигростриарный путь в полосатое тело переднего мозга. Хотя нигростриарный путь в первую очередь отвечает за координацию движений, высвобождение дофамина через этот путь также влияет на когнитивные функции и обработку сенсорной информации, в том числе на распознавание звуков.

Дегенерация нейронов компактной части чёрной субстанции, характерная для болезни Паркинсона, приводит к снижению выработки дофамина в полосатом теле, тем самым нарушая нормальную работу как прямых, так и косвенных дофаминовых путей3.

Тубероинфундибулярный путь

Тубероинфундибулярный путь, берущий начало в дугообразном ядре гипоталамуса, в конечном счёте достигает передней доли гипофиза и подавляет секрецию пролактина. Таким образом, тубероинфундибулярный путь регулирует различные нейроэндокринные функции, в том числе выработку молока в тканях молочной железы и реакцию на стресс4.

Физиологические функции дофамина

Дофамин — ключевой нейромедиатор, участвующий в контроле движений, регулировании настроения и эмоциональных реакций, а также в когнитивных функциях, включая внимание, обучение и память. Дофамин также проявляет нейроэндокринную активность, регулируя уровень пролактина.

Нарушения в дофаминовой системе, начиная с синтеза и высвобождения дофамина и заканчивая его связыванием с рецепторами и обратным захватом, связаны с развитием ряда неврологических заболеваний. Например, при болезни Паркинсона постепенная дегенерация дофамин-продуцирующих нейронов в среднем мозге приводит к тремору, скованности и замедлению движений.6

Дофаминовые рецепторы

Дофаминергические рецепторы можно разделить на ауторецепторы и гетерорецепторы. Ауторецепторы расположены на той же клетке, которая высвободила дофамин, а гетерорецепторы — на соседних нейронах или клетках-мишенях.4

Помимо локализации, дофаминергические рецепторы можно классифицировать по их функциям. D1-подобные рецепторы, к которым относятся D1 и D5, активируют сигнальный путь Gs, повышая уровень циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). D2-подобные рецепторы D2, D3 и D4 взаимодействуют с ингибирующими G-белками (Gi), тем самым подавляя аденилатциклазу и снижая выработку цАМФ. Примечательно, что D2-подобные рецепторы в 10–100 раз сильнее связываются с дофамином, чем D1-подобные рецепторы.1

Дофамин и психическое здоровье

Нарушение регуляции дофаминовой активности приводит к изменениям в настроении, когнитивных способностях и поведенческих симптомах при шизофрении, в том числе к галлюцинациям, бреду и когнитивным нарушениям. В результате дофаминовые рецепторы D2 становятся основной мишенью для многих антипсихотических препаратов.

У некоторых пациентов с шизофренией диагностируют резистентную к лечению шизофрению (РЛШ), которая может возникать из-за аномальной активности дофаминовых рецепторов, пресинаптического синтеза и высвобождения дофамина и/или постсинаптической нейротрансмиссии. Данные о повышенной плотности рецепторов D2 при РЛШ неоднозначны и могут различаться в зависимости от области мозга, что потенциально снижает эффективность обычных антагонистов D2.

Хронический стресс усиливает воспалительные процессы во всем организме, в том числе в дофаминергических путях головного мозга. Ангедония — связанное со стрессом психологическое состояние, при котором человек не может испытывать удовольствие, — является следствием хронического стресса и повышает риск развития зависимости и депрессии. Длительная дисрегуляция может привести к «антивознаградительному» состоянию мозга, характеризующемуся снижением чувствительности к естественным вознаграждениям и повышенной уязвимостью к компульсивному поведению.

Механизмы, связанные с вознаграждением, объясняют, почему люди снова и снова ищут изначально положительные стимулы и почему это в конечном счёте может привести к компульсивному поведению и зависимостям, которые представляют угрозу для психического здоровья.5

Дофамин и неврологические расстройства

Помимо типичных двигательных симптомов, связанных с болезнью Паркинсона, снижение когнитивной гибкости также связывают с изменением характера передачи дофамина. При поражении дофаминовых цепей в медиальной префронтальной коре (mpFC) и прилежащем ядре могут возникать ангедония, апатия и снижение целенаправленного поведения.6

По современным оценкам, до 10 % взрослого населения Европы и Северной Америки страдают синдромом беспокойных ног — состоянием, характеризующимся непреодолимым беспокойством и желанием двигать ногами, особенно в ночное время. Синдром беспокойных ног связан как с дефицитом железа в мозге у генетически предрасположенных людей, так и с дисфункцией дофаминергической системы, потенциально включающей пресинаптическое гипердофаминергическое состояние, у других групп пациентов.

Болезнь Хантингтона — это аутосомно-доминантное заболевание, вызванное увеличением числа тринуклеотидных повторов CAG в гене гентингтина6. Нарушение дофаминергической нейротрансмиссии при болезни Хантингтона приводит к таким психическим симптомам, как депрессия, апатия, раздражительность и агрессия, а также к проявлениям, схожим с паркинсонизмом.9

Дофамин на периферии

За пределами центральной нервной системы значительное количество дофамина вырабатывается в желудочно-кишечном тракте, селезёнке, поджелудочной железе, лёгких, печени, сердечно-сосудистой системе, почках, костях и соединительных тканях. В плазме крови большая часть дофамина циркулирует в сульфконъюгированной форме и действует в основном как локальный аутокринный/паракринный сигнал, а не как системный гормон. В большинстве периферических тканей D2-подобные рецепторы обладают противовоспалительными и антифибротическими свойствами, в то время как D1-подобные рецепторы регулируют окислительный стресс и активность инфильтрирующих иммунных клеток.

В желудочно-кишечном тракте дофамин уменьшает воспаление, подавляя выработку интерлейкина 1β (IL-1β), IL-6, фактора некроза опухоли α (TNF-α) и инфламмасом NLRP3. Эти эффекты могут различаться в зависимости от ткани и концентрации дофамина, а также от активации подтипа рецептора. Противовоспалительное действие дофамина в кишечнике, печени и поджелудочной железе крайне важно для защиты этих органов от повреждений.

Эпителиальные клетки альвеол II типа и нейроэндокринные клетки лёгких синтезируют дофамин, а на лёгочных артериях экспрессируются как D1-, так и D2-подобные рецепторы. Сосудорасширяющее действие дофамина используется для лечения бронхиальной астмы и хронической обструктивной болезни лёгких.

Ссылки

1. Лауритани Ф., Джаллаурия Ф., Теста К. и др. (2024). Фармакодинамика дофамина: новые данные. Международный журнал молекулярных наук 25(10). DOI:10.3390/ijms25105293, https://www.mdpi.com/1422-0067/25/10/5293
2. Халил Б., Розани А. и Уоррингтон С. Дж. Физиология, катехоламины. [Обновлено 11 декабря 2024 г.]. В: StatPearls [Интернет]. Остров Треже (Флорида): StatPearls Publishing; 2025 г. —. Доступно по адресу: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK507716/
3. Чен, А. П. Ф., Малгади, Дж. М., Чен, Л., и др. (2022). Нигростриарный дофаминовый путь регулирует поведение, связанное с распознаванием звуков. Nature Communications 13(1). DOI:10.1038/s41467-022-33747-2, https://www.nature.com/articles/s41467-022-33747-2
4. Ци-Литл, К., Сэйерс, С., и Вагнер, Э. Дж. (2024). Современный обзор функций и регуляции тубероинфундибулярных дофаминовых нейронов. Международный журнал молекулярных наук 25(1). DOI:10.3390/ijms25010110, https://www.mdpi.com/1422-0067/25/1/110
5. Дресп-Лэнгли, Б. (2023). От вознаграждения к ангедонии — роль дофамина в контексте глобального психического здоровья. Биомедицина 11(9):2469. DOI:10.3390/biomedicines11092469, https://www.mdpi.com/2227-9059/11/9/2469
6. Сперанца Л., Миниачи М. К. и Вольпичелли Ф. (2025). Роль дофамина в неврологических, психических и метаболических расстройствах, а также при раке: сложная сеть взаимодействий. Биомедицина 13(2):492. DOI:10.3390/biomedicines13020492, https://www.mdpi.com/2227-9059/13/2/492
7. Бугникур, Ж.-М. (2024). Агонисты дофамина в лечении синдрома беспокойных ног: слишком хорошо, чтобы быть правдой? Журнал медицины сна 21(1):1–5. DOI:10.13078/jsm.230030, https://www.e-jsm.org/journal/view.php?doi=10.13078/jsm.230030
8. Мур, С. К., Ваз де Кастро, П. А. С., и др. (2023). Противовоспалительное действие периферического дофамина. Международный журнал молекулярных наук 24(18):13816. DOI:10.3390/ijms241813816, https://www.mdpi.com/1422-0067/24/18/13816
9. Лауритани Ф., Джаллаурия Ф., Теста К. и др. (2024). Фармакодинамика дофамина: новые данные. Международный журнал молекулярных наук 25(10). DOI:10.3390/ijms25105293, https://www.mdpi.com/1422-0067/25/10/5293