דופמין הוא חומר שעולה לעתים קרובות בתקשורת, זהו כימיקל מענג שמשתחרר במוח בתגובה למזון, סמים, מין ואינטראקציות חברתיות מתגמלות.
אולם, דופמין רחוק מלהיות מעורב רק בתגמול והתמכרות, דופמין (DA) הוא גם הורמון חשוב וגם נוירוטרנסמיטר (מולקולת איתות עצבי) הממלא מגוון תפקידים, כולל:
שליטה בתנועה
מוטיבציה
ויסות מאזן נוזלים ולחץ דם
ויסות תנועות מעיים (תנועתיות מערכת העיכול)
תפקוד מערכת החיסון
יחד עם נוראדרנלין ואדרנלין, דופמין שייך לקבוצה של כימיקלים קשורים הידועים כקטכולאמינים
נקודות מפתח:
דופמין הוא נוירוטרנסמיטר מפתח (כימיקל איתות עצבי) במוח ובמערכת העצבים המרכזית.
מעגלים מוחיים המשתמשים בדופמין חשובים בתגמול, מוטיבציה ושליטה בתנועה.
דופמין פועל גם כהורמון (מסר כימי בזרם הדם), שם הוא עוזר לווסת לחץ דם ועיכול.
דופמין דומה במבנה המולקולרי שלו לאדרנלין ונוראדרנלין.
מהם התפקידים של דופמין?
דופמין הוא נוירוטרנסמיטר מפתח במוח ובמערכת העצבים המרכזית.
נוירוטרנסמיטרים הם כימיקלים המעבירים אות מעצב אחד (או נוירון) לאחר, דרך מרווח הנקרא סינפסה.
כאשר עצב דופמינרגי מגורה, דופמין משתחרר מתאי אחסון מיוחדים הנקראים synaptic vesicles. (בועיות סינפטיות). הדופמין אז עובר דרך הסינפסה, נקשר ומפעיל עצב מקבל או post-synaptic (פוסט-סינפט). בדרך זו אות מועבר מנוירון אחד לאחר.
דופמין מעביר אותות בין נוירונים ברשתות מוח גדולות השולטות בתנועה, תגמול, מוטיבציה ורגש.
דופמין ושליטה בתנועה
בכל פעם שאנו מבצעים תנועה מורכבת, המוח שלנו מתכנן את התנועה ואז שולח אותות חשמליים שבסופו של דבר מועברים דרך עצבים (הנקראים נוירוני מוטור) לשרירים, שם הם מעוררים התכווצות שרירים.
בתוך המוח, ישנם מעגלים או לולאות שונים המכווננים ומתאמים את תוכניות התנועה שלנו. רכיב מפתח באחד ממעגלים אלה הוא ה basal ganglia (גרעינים הבזליים) שלנו – אוסף של מבנים מקושרים עמוק בתוך ההמיספרות המוחיות (ראה את האזור המודגש בכתום בתרשים למטה).
הגרעינים הבזליים מכילים רשתות של נוירונים מעכבים ומעוררים, המאפשרים להם לבצע את התנועות המתאימות תוך עיכוב תנועות לא רצויות.
לדוגמה, אם תרצה לבצע כפיפת זרוע , הגרעינים הבזליים שלך מפעילים תוכניות הקשורות לכיפוף והרפיה של שרירי הזרוע הדו-ראשי והתלת-ראשי. בנוסף, הגרעינים הבזליים שלך יעזרו לעכב תנועות לא רצויות, למשל הרחקה החוצה של שרירי הדלתא, מה שמאפשר לך לבצע כפיפת זרוע במישור תנועה אחד פשוט.
אז, איפה הדופמין משתלב? הגרעינים הבזליים שלך ומעגלי המוח הרחבים יותר המעורבים בשליטה בתנועה עשירים ב dopaminergic neurons (נוירונים דופמינרגיים): עצבים המשתמשים בדופמין כדי לתקשר זה עם זה.
באופן ספציפי יותר, הגרעינים הבזליים שלך מכילים שרשרת חשובה של נוירונים דופמינרגיים הנקראת nigrostriatal pathway (המסלול הניגרוסטריאטלי). מסלול זה חשוב במיוחד בשליטה בתנועה. כדי להדגיש עובדה זו, נזק למסלול הניגרוסטריאטלי עלול לגרום להפרעות תנועה כמו מחלת פרקינסון (המאופיינת בקושי בהתחלת תנועה, שרירים נוקשים, איטיות תנועה ורעד).
נקודות מפתח:
מעגלי מוח המשתמשים בדופמין עוזרים לכוונן תנועות מורכבות.
מעגלי מוח דופמינרגיים מאפשרים לנו לבצע תנועה מתוכננת, תוך עיכוב תנועות לא רצויות.
דופמין, תגמול ומוטיבציה
בתקשורת , נאמר לעתים קרובות שדופמין הוא 'מולקולת ההנאה', הגורמת ישירות לתחושות הנאה. במציאות, תפקידו של הדופמין בהנאה ותגמול מורכב יותר.
מחקרים מציעים שדופמין משחק תפקיד בלמידת תגמול – התהליך של קישור תחושה נעימה לגירוי מסוים (למשל אוכל, סמים, משחקי וידאו, פעילות גופנית).
לדוגמה, אתה עשוי לחוות הנאה בפעם הראשונה שאתה אוכל שוקולד. המוח שלך לאחר מכן יקשר את המראה, הריח, הטעם והמרקם של השוקולד עם חוויה נעימה. זה עשוי אז להניע התנהגות נוספת להשגת וצריכת שוקולד (אנו קוראים לזה חיזוק במונחים פסיכולוגיים).
התהליך של קישור גירויים לחוויה נעימה מתווך על ידי רשת של מבנים במוח הידועה כמערכת התגמול שלנו. מערכת התגמול שלנו עשירה במיוחד בנוירונים דופמינרגיים, שמופעלים בתגובה לגירויים מתגמלים כמו אוכל, מין, סמים וכו'.
מחקרים עדכניים במדעי המוח מציעים שיש לנו רשתות מוח שונות האחראיות על 'הנאה ו'רצון' של גירויים מתגמלים.
בחזרה לדוגמת השוקולד, אנחנו עשויים לחוות חוויה נעימה בכל פעם שאנחנו אוכלים שוקולד. זהו היבט ההנאה של התגמול. לעומת זאת, אם נראה מישהו אחר אוכל שוקולד, זה עשוי לעורר רצון לאכול שוקולד בעצמנו. זהו היבט ה'רצון' של התגמול.
המוח שלנו מייחס 'רצון' לשוקולד. 'רצון' זה מופעל אז על ידי רמזים שונים (למשל לראות מישהו אחר אוכל שוקולד). כתוצאה מה'רצון', אנחנו ממשיכים לבצע התנהגויות המובילות לצריכת הגירוי המתגמל. כשאנחנו רואים מישהו אחר אוכל שוקולד, אנחנו עשויים להיות מונעים ללכת למכונת הממכר ולקנות חטיף שוקולד לאכול בעצמנו.
דופמין משחק תפקיד בולט ב'רצון' הזה של גירויים מתגמלים. באופן ספציפי, רשת מיוחדת של נוירונים דופמינרגיים הידועה כ mesolimbic dopamine pathway (מסלול הדופמין המזולימבי) נחשבת כבסיס לבולטות התמריצית.
מבנה מפתח במסלול mesolimbic dopamine pathway הוא ventral tegmental area (VTA) (ראה תרשים של מסלולי הדופמין למטה). מעניין לציין שאזור מוח זה מעורב בהתמכרות, השמנת יתר והתגובה שלנו למזון טעים ועתיר קלוריות.
נקודות מפתח:
מעגלי מוח המשתמשים בדופמין עוזרים לקשר גירויים (למשל אוכל, סמים, משחקי וידאו) עם תחושות נעימות – תהליך הנקרא "למידת תגמול".
פעילות במעגלי מוח דופמינרגיים אחראית לתחושת ה"רצון" בגירויים נעימים (למשל אוכל, מין).
דופמין הוא מפתח למוטיבציה – הוא מניע התנהגויות לעזור לנו להשיג גירויים נעימים ומתגמלים.
דופמין ושליטה בלחץ דם
בנוסף לתפקודו כנוירוטרנסמיטר במוח ובמערכת העצבים המרכזית, דופמין פועל כהורמון ברקמות רחבות יותר בגוף. אחד התפקידים ההורמונליים העיקריים של דופמין הוא ויסות לחץ הדם ונפח הדם.
דופמין המיוצר על ידי בלוטות האדרנל מסתובב בזרם הדם, שם הוא יכול לפעול על מגוון רקמות. כאשר דופמין נקשר לקולטנים על דפנות כלי הדם, הוא גורם להם להתרחב (תהליך הנקרא וזודילטציה). הרחבת כלי הדם מובילה לעלייה בזרימת הדם לאיברי המטרה וכן לירידה בלחץ הדם.
דופמין ותפקוד הכליות
דופמין מיוצר גם על ידי תאים המרפדים את הצינוריות של הכליות שלך.
כאשר דופמין נקשר לקולטנים בכליות שלך, הוא מעכב את הספיגה מחדש של יוני נתרן חזרה לזרם הדם. דרך אחרת להסתכל על זה היא לומר שדופמין מגביר את הפרשת יוני הנתרן לשתן. מים נוטים לעקוב אחר תנועת יוני הנתרן. ככל שיותר מים ויוני נתרן מופרשים לשתן, תהיה ירידה בנפח הדם וירידה בלחץ הדם.
בנוסף, דופמין גם מעכב את שחרור האדרנלין והנוראדרנלין. גם אדרנלין וגם נוראדרנלין עשויים לגרום לוזודילטציה או לוזוקונסטריקציה ולכן להשפיע על לחץ הדם.
נקודות מפתח:
דופמין עוזר לווסת את לחץ הדם על ידי הרחבת כלי הדם, הגברת זרימת הדם לכליה והגברת הפרשת מלח ומים על ידי הכליות.
היכן נוצר דופמין?
בתוך המוח ומערכת העצבים המרכזית, דופמין נוצר בעיקר על ידי תאי עצב (נוירונים).
מחוץ למוח, דופמין נוצר על ידי בלוטות האדרנל. אלו הן זוג בלוטות הממוקמות מעל הכליות והן אחראיות גם על ייצור הורמונים שונים אחרים, כולל אדרנלין, אלדוסטרון וקורטיזול. דופמין המיוצר על ידי בלוטות האדרנל משוחרר לזרם הדם, שם הוא יכול לפעול על רקמות שונות, כולל כלי דם.
קבוצות אחרות של תאים מייצרות גם הן דופמין. לדוגמה, תאים בצינוריות הכליות מפרישים דופמין, אשר עוזר בשליטה בלחץ הדם ובנפח הדם.
נקודות מפתח:
דופמין בתוך המוח מיוצר על ידי עצבים (נוירונים).
דופמין מיוצר על ידי בלוטות האדרנל (שמייצרות גם אדרנלין).
כיצד דופמין נוצר?
דופמין נוצר באמצעות אותם מסלולים ביוכימיים שמייצרים אדרנלין (ונוראדרנלין).
בהקשר זה, דופמין, כמו אדרנלין, נגזר מחומצת האמינו טירוזין.
חומצות אמינו הן אבני הבניין של החלבון. טירוזין היא חומצת אמינו לא חיונית, כלומר היא יכולה להיווצר באופן אנדוגני על ידי הגוף. במקרה זה, טירוזין יכולה להיווצר על ידי המרה של חומצת אמינו אחרת, פנילאלנין. פנילאלנין היא חומצת אמינו חיונית, כלומר היא חייבת להיות נצרכת בתזונה.
בהתחשב בתפקידם בסינתזה של דופמין, נדרשת צריכה תזונתית מספקת של פנילאלנין ו/או טירוזין כדי לייצר רמות בריאות של דופמין.
טירוזין –> L-DOPA
בשלב הראשון של המסלול, טירוזין מומרת ל-L-DOPA על ידי האנזים טירוזין הידרוקסילאז (TH). אנזים זה משתמש ב-BH4 (טטרהידרוביופטרין) כגורם משלים. פגשנו את BH4 קודם לכן בתכונת הסינתזה והמיחזור של BH4 .
L-DOPA –> דופמין
בשלב השני, L-DOPA מומר לדופמין על ידי האנזים DOPA דקרבוקסילאז. אנזים זה משתמש בצורה הפעילה של ויטמין B6, פירידוקסל פוספט, כקופקטור (גורם משלים).
כיצד דופמין מפעיל את השפעותיו בגוף?
דופמין פועל על ידי קשירה לקולטני דופמין מיוחדים על פני השטח של עצבים ותאים אחרים.
ישנם 5 סוגים עיקריים של קולטני דופמין: D1, D2, D3, D4 ו-D5. סוגים אלה של קולטנים נבדלים במבנה, בתפקוד ובתפוצה שלהם. לדוגמה, הגרעינים הבזליים שלך (שעוזרים לשלוט בתנועה), עשירים במיוחד בקולטני D2. לעומת זאת, הכליות שלך נוטות לבטא קולטנים מסוג D5.
כאשר דופמין נקשר לקולטן דופמין, הוא מעורר שרשרת של תגובות כימיות. שרשראות כימיות אלה משנות בסופו של דבר מולקולות מפתח אחרות (למשל אנזימים, תעלות יונים, קולטנים של נוירוטרנסמיטרים אחרים), האחראיות להשפעות של הדופמין. לדוגמה, כאשר דופמין נקשר לקולטני D1 על נוירונים, הוא פותח תעלות יונים של סידן מיוחדות, אשר אז מגרות פעילות עצבית.
נקודות מפתח:
דופמין מפעיל את השפעותיו בגוף על ידי קשירה לקולטני דופמין.
כיצד דופמין מתפרק?
בדומה לאדרנלין, דופמין מתפרק על ידי אנזימים.
שלושה אנזימי מפתח אחראים לפירוק (או מטבוליזם) של דופמין:
COMT
MAO
ALDH
יחד, אנזימים אלה מפרקים דופמין למולקולה הנקראת HVA (חומצה הומוונילית)
הפעילות של אנזימים אלה משפיעה הן על רמות הדופמין המסתובבות בזרם הדם והן על רמות הדופמין בתוך הסינפסות בין העצבים.
מדוע פירוק הדופמין חשוב?
במוח ובמערכת העצבים המרכזית, האנזימים COMT, MAO ו-ALDH אחראים לסיום אותות עצביים.
כפי שהוזכר קודם, דופמין הוא נוירוטרנסמיטר – כימיקל המשמש להעברת אותות מעצב אחד לאחר דרך סינפסה. לאחר שהדופמין משוחרר על ידי עצב (קדם-סינפטי), הוא עובר דרך הסינפסה ואז נקשר לקולטני דופמין על עצב אחר (פוסט-סינפטי), שם הוא מגרה פעילות עצבית. זמן קצר לאחר מכן, הדופמין משתחרר בחזרה לסינפסה (או לחריץ הסינפטי).
אם היה מותר לדופמין להישאר בסינפסה, הוא היה מגרה באופן קבוע את העצב הפוסט-סינפטי, מה שהיה גורם לאותות עצביים לא מתאימים. האנזימים COMT, MAO ו-ALDH מבטיחים שהדופמין מתפרק במהירות והאות העצבי מסתיים בקרוב.
אם יש לנו פעילות מופחתת של אנזימים אלה רמות הדופמין בתוך הסינפסה יישארו גבוהות. זה עלול לגרום לפעילות מוגברת בעצבים דופמינרגיים ורשתות מוח רחבות יותר.
לעומת זאת, אם הפעילות של אנזימים אלה גבוהה מדי, רמות הדופמין בסינפסה יהיו נמוכות, מה שיגרום לפעילות נמוכה בעצבים דופמינרגיים ורשתות מוח.
לכן, הפעילות של האנזימים COMT, MAO ו-ALDH משפיעה על הפעילות העצבית הכוללת במעגלי מוח המשתמשים בדופמין
מכיוון שמעגלי מוח אלה שולטים בתגמול, מוטיבציה ושליטה בתנועה שלנו, שינויים בפעילות האנזים יכולים להשפיע על התנהגויות מורכבות שלנו.
נקודות מפתח:
דופמין מתפרק בסינפסות עצביות על ידי האנזימים COMT, MAO ו-ALDH.
פירוק הדופמין עוזר לסיים אות עצבי.
הפעילות של האנזימים COMT, MAO ו-ALDH משפיעה על רמות הדופמין בסינפסות שלך.
רמות גבוהות של דופמין גורמות לפעילות מוגברת בעצבים דופמינרגיים ומעגלי מוח.
פעילות מוגברת במעגלי מוח דופמינרגיים יכולה לשנות את המוטיבציה שלנו, את התגובה לתגמול והתנהגויות מורכבות.
גנטיקה
כפי שהוזכר לעיל, הפעילות של אנזימים המפרקים דופמין תשפיע משמעותית על רמות הדופמין שלנו בסינפסות עצביות ולכן על הפעילות במעגלי מוח דופמינרגיים.
מחקרים מראים כי וריאציות בגנים המקודדים אנזימים אלה יכולות להשפיע על פעילותם, מה שבתורו, משפיע על רמות הדופמין (הסינפטי) שלנו.
בהקשר זה,וריאציות בגנים COMT, MAO ו-ALDH שלך יכולות כולן להשפיע על רמת הדופמין שלך. תכונת מטבוליזם הדופמין מתמקדת בווריאנטים של הגן COMT שלך.
ווריאנטים של הגן COMT
ב-MaxGenes אנו מנתחים SNPs. SNPs (מבוטא "סניפס") הם שינויים באות בודדת בקוד ה-DNA שלך.
ישנו SNP אחד (rs4680) שמתרחש בגן COMT , אשר יוצר שני וריאנטים של הגן.
וריאנט אחד, הנקרא האלל 'G', קשור לפעילות גבוהה יותר של האנזים COMT. זה גורם לפירוק גדול יותר של דופמין ולכן גורם לרמות נמוכות יותר של דופמין בדם וברשתות מוח דופמינרגיות.
לעומת זאת, וריאנט אחר, הנקרא האלל 'A', משנה את המבנה של האנזים COMT וגורם להפחתה של 25-40% בפעילות האנזים. כתוצאה מכך, האלל 'A' גורם לפירוק מופחת של דופמין ורמות גבוהות יותר של דופמין ברשתות מוח.
דואג מול לוחם
מכיוון שדופמין ממלא תפקידים מפתח במעגלי מוח שמהווים בסיס להתנהגות, וריאנטים של הגן COMT שלנו יכולים להשפיע על איך אנחנו מתנהגים ומגיבים למצבי חיים יומיומיים.
למעשה, הגן COMT ידוע כגן הדואג/לוחם.
אנשים עם האלל 'A' נוטים יותר להיות עם רמות גבוהות של דופמין. בזמני לחץ, כאשר ייצור הדופמין מוגבר, אנשים עם האלל 'A' נוטים יותר לחרדה, כיוון שרמות הדופמין הופכות גבוהות מדי. אנשים כאלה מכונים 'דואגים.'
לעומת זאת, אנשים עם האלל 'G' להם יש רמות נמוכות יותר של דופמין, אבל הם מסוגלים להתמודד טוב יותר עם לחץ פסיכולוגי. אנשים אלה מכונים 'לוחמים.'
נקודות מפתח:
וריאציה בגן COMT שלך משנה את הפעילות של האנזים COMT שלך.
פעילות COMT גבוהה קשורה לרמות דופמין נמוכות יותר.
פעילות COMT נמוכה קשורה לרמות דופמין גבוהות יותר.
מהן ההשלכות של רמות דופמין נמוכות?
בהתחשב בתפקידיו הרחבים, רמות נמוכות של דופמין במעגלי מוח שונים יכולות להשפיע באופן נרחב על אימון ותזונה.
עייפות – אם אי פעם התאמנת קשה מדי או לעתים קרובות מדי, ייתכן שחווית עייפות. השרירים שלך עייפים וקשה להפעיל ולשמור על כוח. בעבר, הרבה מהעייפות הזו הוסברה על ידי שינויים במבנה ובתפקוד השריר, וכן בעצבים ההיקפיים המספקים אותם.
מחקרים עדכניים מציעים שעייפות עשויה להיגרם גם מפגיעה באופן שבו המוח שלנו שולח אותות מוטוריים לשרירים שלנו. סוג זה של עייפות ידוע כעייפות מרכזית, מכיוון שהיא נובעת משינויים במוח ובמערכת העצבים המרכזית שלנו.
בהקשר זה,רמות נמוכות של דופמין עלולות להגביר את הסיכון לעייפות מרכזית.
מוטיבציה מופחתת לביצוע פעילות גופנית – רמות דופמין סינפטי נמוכות יותר קשורות לירידה בדחף הפנימי לבצע פעילות גופנית.
במחקר אחד – אנשים שניזונו מדיאטה שהייתה דלילה מחומצות אמינו המשמשות את הגוף לייצור דופמין (פנילאלנין וטירוזין) כאשר הוזנו בדיאטה זו לאורך זמן רמות הדופמין במעגלי המוח ירדו. והיה להם פחות מוטיבציה להתאמן ולעסוק בפעילות גופנית.
סיכון מוגבר לאכילת מזונות לא בריאים- אנשים עם רמות דופמין נמוכות יותר במערכת התגמול שלהם עלולים להיות בסיכון גבוה יותר לצרוך באופן אימפולסיבי מזונות עתירי קלוריות.
מהן ההשלכות של רמות דופמין גבוהות?
רגישות מוגברת ללחץ – בדומה לאדרנלין ונוראדרנלין, דופמין הוא גם קטכולאמין המשתחרר בתגובה ללחץ . אנשים עם רמות סינפטיות גבוהות של דופמין עלולים להיות נוטים יותר לחרדה ולחץ, כיוון שרמות הדופמין הופכות גבוהות מדי.
הפרעות שינה – דופמין משחק תפקיד בקידום ערנות. ייתכן שרמות גבוהות של דופמין עלולות להפריע ליכולת להירדם.
.
