دوبامين

البنية

يتألف جزيء الدوبامين من بنية كاتيكول (وهي بدورها مؤلفة من حلقة بنزينية مستبدلة بمجموعتي هيدروكسيل متجاورتين)، وهي مرتبطة بمجموعة أمينية عبر سلسلة من الإيثيل. بالتالي، فإن الدوبامين هو أبسط الكاتيكولامينات، وهي عائلة من المركبات تتضمن أيضاً كل من النواقل العصبية: نورإبينفرين وإبينفرين (أدرينالين). يؤدي اتصال المجموعة الأمينية مع الحلقة البنزينية إلى تصنيف الدوبامين ضمن الفينيثيلامينات (مركبات فينيثيلامين مستبدلة؛ تقرأ مجزأة على الشكل فين إيثيل أمين)، وهي مركبات نفسانية التأثير.
كما هو الحال مع أغلب الأمينات، فإن الدوبامين هو قاعدة عضوية؛ ولذلك فإنه يسهل برتنة هذا المركب في الأوساط الحمضية بتفاعل حمض-قاعدة نمطي. يتسم الشكل المبرتن من الدوبامين بانحلاليته المرتفعة في الماء، وكذلك باستقراره؛ ولكن يمكن أكسدته عند تعريضه للأكسجين أو أحد المؤكسدات الأخرى. أما في الأوساط القاعدية، فلا يمكن برتنة الدوبامين؛ وفي شكل القاعدة الحرة تلك يكون الدوبامين أقل انحلالية في الماء، كما يكون نشاطه الكيميائي كبيراً جداً.  ولهذا السبب فإن الدوبامين غالباً ما يكون مثبتاً على شكل ملح هيدروكلوريد، والذي يكون في حالته الجافة على شكل مسحوق ناعم أبيض اللون.

التخزين، التحرير والاسترداد

داخل الدماغ، يعمل الدوبامين كناقل عصبي ومعدل عصبي ويتم التحكم فيه عبر مجموعة من الآليات الشائعة عند جميع النواقل العصبية أحادية الأمين. بعد التخليق، يُنقل الدوبامين من العصارة الخلوية في حويصلات مشبكية عبر ناقل مذاب وهو الناقل أحادي الأميني الحويصلي VMAT2. يُخزن الدوبامين في هذه الحويصلات حتى يُطرح في الشق المشبكي. في معظم الحالات، يحدث تحرير الدوبامين عبر عملية تسمى الإيماس والتي تحدث بسبب جهود الفعل، لكن يمكن أن يحدث كذلك بسبب نشاط المستقبل المرتبط بأمين نزر،TAAR1. المستقبل TAAR1 ذو ألفة عالية للدوبامين، للأمينات النزرة ولبعض مستبدلات الأمفيتامين المتواجدة على طول الأغشية في الوسط داخل الخلوي الخاص بالعصبون قبل المشبكي، يمكن أن يُعدِّل تنشيط المستقبل تأشير الدوبامين عبر إحداث تثبيط استردادٍ للدوبامين ونقل عكسيٍ له وكذلك تثبيط النشاط العصبوني عبر آليات متنوعة.
عندما يبلغ الدوبامين المشبك، يرتبط  بمستقبلات الدوبامين وينشطها. يمكن أن تكون هذه الأخيرة مستقبلات دوبامين بعد-مشبكية تتواجد في الزوائدة الشجرية (للعصبون بعد المشبكي)، أو مستقبلات ذاتية قبل مشبكية (مثل مستقبلي: D₂sh وD3 قبل المشبكيين) تتواجد على غشاء محوار طرفي (العصبون قبل المشبكي). بعد أن يحصل العصبون بعد المشبكي على جهد فعل، تفك جزيئات الدوبامين بسرعة ارتباطها بالمستقبلات ويُعاد امتصاصها إلى العصبون قبل المشبكي عبر استردادٍ بواسطة ناقل الدوبامين أو ناقل أحادي الأمين الغشائي. حين يعود الدوبامين إلى العصارة الخلوية، إما أن يفكك بواسطة أكسيداز أحادي الأمين أو يعاد شحنه في حويصلات بواسطة VMAT2 من أجل توفيره لإفرازات مستقبلية.
في الدماغ، يتم التحكم بمستوى الدوبامين خارج الخلوي عبر آليتين: انتقال طوري وتوتري. يحدث تحرير (إفراز) الدوبامين الطوري -كما هو الحال عند تحرير معظم النواقل العصبية بالجهار العصبي- مباشرة بواسطة جهود الفعل في العصبونات المحتوية على الدوبامين. ويحدث انتقال الدوبامين التوتري حين تُحرَّر كميات صغيرة من الدوبامين من دون أن تسبقها جهود فعل قبل مشبكية. يُنظَّم الانتقال التوتري بواسطة عوامل متنوعة منها: نشاط عصبونات أخرى واسترداد الناقل العصبي.

العقد القاعدية

أكبر وأهم مصادر الدوبامين في الفقاريات هي المادة السوداء والمنطقة السقيفية البطنية، ولهاتين البُنيتين صلة وثيقة ببعضهما ودور وظيفي متماثل في العديد من النواحي. فكلاهما مكوِّن من مكونات العقد القاعدية والتي هي شبكة معقدة من البُنى المتواجدة أساسا في قاعدة الدماغ الأمامي. أكبر مكون للعقد القاعدية هو الجسم المخطط. ترسل المادة السوداء امتدادات دوبامينية الفعل إلى الجسم المخطط الظهري، في حين ترسل المنطقة السقيفية البطنية امتدادا دوباميني الفعل من نوع مماثل إلى الجسم المخطط البطني.
التقدم في فهم وظائف العقد القاعدية كان بطيئا.  تقترح أشهر الفرضيات -المصرح بها على نطاق واسع- أن القعد القاعدية تلعب دورا رئيسيا في اختيار الفعل. تقترح نظرية اختيار الفعل في أبسط هيئاتها أنه حين يكون شخص أو حيوان في وضعية يجب عليه فيها القيام بفعل من عدة أفعال ممكنة، يحدد النشاط في العقد القاعدية أيّ فعل سيتم تنفيذه عبر تحرير ذلك الفعل من التثبيط مع الاستمرار في منع أنظمة الفعل الأخرى التي إن تم تنشيطها ستقوم بتوليد أفعال منافِسة. وعليه فالعقد القاعدية -في هذا المفهوم- مسؤولة على بدء التصرفات والأفعال لكن ليس على تفاصيل طريقة تنفيذها، بعارة أخرى تشكل العقد القاعدية نظام اتخاذ قرار.
يمكن تقسيم العقد القاعدية إلى عدة قطاعات، لكل واحد منها دور في التحكم بنوع معين من الأفعال. تعمل القطاعات البطنية من العقد القاعدية (تحتوي على الجسم المخطط البطني والمنطقة السقيفية البطنية) على أعلى مستوى في الهرمية، وتختار الأفعال على مستوى الكائن بأكمله.
 أما القطاعات الظهرية (تحتوي على الجسم المخطط الظهري والمادة السوداء) فتعمل على مستويات منخفضة وتختار عضلات وحركات محددة تُستخدم لتنفيذ نمط سلوك معين.
يساهم الدوبامين في عملية اختيار الفعل على الأقل بطريقتين مهمتين. الأولى، أنه يحدد "العتبة" لبدء الأفعال. كلما كان نشاط الدوبامين أعلى كلما قل الدافع المطلوب لاستثارة تصرف معين. كنتيجة لذلك، تقود مستويات الدوبامين المرتفعة إلى مستويات مرتفعة من النشاط الحركي والسلوك الاندفاعي، أما المستويات المنخفظة من الدوبامين فتقود إلى فتور وردات فعل بطيئة. يتميز مرض باركنسون -الذي تكون فيه مستويات الدوبامين في مسار المنطقة السوداء منخفظة بشكل كبير- بالتيبس وصعوبة في بدء الحركة، لكن حين يواجه الأشخاص المصابين به محفزا قويا مثل خطر كبير فإن تصرفاتهم يمكن أن تكون قوية ونشيطة كنظيراتها لدى الأصحاء. عكسيا، يمكن للعقارات التي تزيد إفراز الدوبامين مثل الكوكايين أو الأمفيتامين أن تنتج مستويات نشاط حادة -بما في ذلك عند الدرجات القصوى- هياج نفسي حركي وحركات نمطية.
التأثير الثاني المهم للدوبامين هو أنه يعمل كإشارة "تعليم". حين تتبع فعلا ما زيادةٌ في نشاط الدوبامين فذلك يعني أن مسار العقد القاعدية  تم تعديله بطريقة تجعل نفس الاستجابة أسهل للاستثارة حين تحدث وضعيات مماثلة في المستقبل. هذا نوع من الإشراط الاستثابي ويلعب فيه الدوبامين دور إشارة المكافأة.

المكافأة

في اللغة المستخدمة لمناقشة نظام المكافأة، المكافأة هي الخاصية الجاذبة والمحفزة في المنبه والتي تحث على سلوك اشتهائي (ويعرف كذلك بسلوك التقرب) وسلوك استهلاكي. المنبه المكافِئ هو المنبه الذي يحث الكائن على الاقتراب منه واختيارِ استهلاكه. اللذة، التعلم (الكلاسيكي والإشراط الاستثابي) وسلوك التقرب هي الوظائف الثلاثة للمكافأة. بصفتها جانبا ومظهرا للمكافأة توفر اللذة تعريفا للمكافأة، لكن رغم كون جميع المنبهات التلذذية مكافِئة؛ ليست كل المنبهات المكافِئة تلذذية (مثل المكافآت الخارجية كالنقود). يُعكَس الجانب التحفزي أو الترغيبي للمنبهات المكافِئة عبر سلوك التقرب الذي تستحِثُّه، في حين أن اللذة الناتجة من المكافآت الداخلية تنتُج من استهلاك هذه المكافآت بعد الحصول عليها. من النماذج النفسية العصبية التي تميز هذين المكونين للمنبه الداخلي المكافِئ هو نموذج التميزالتحفيزي الذي تقابل فيه "الرغبة" أو التوق (وبشكل أقل "السعي") السلوك الاشتهائي أو التقربي في حين يقابل "الولع" أو اللذة السلوك الاستهلاكي. لدى البشر المدمنين للعقاقير، "الرغبة" تصبح منفصلة عن "الولع" مع ازدياد الرغبة في تعاطي العقاقير، في حين أن اللذة المتحصل عليها من التعاطي تنخفض بسبب تحمل الدواء.
داخل الدماغ، يعمل الدوبامين جزئيا كإشارة مكافأة عامة. تُشفر استجابةُ دوبامينٍ أوليةٍ لمنبه مكافئٍ معلومة حول تميز، قيمة، وسياق المكافأة. في سياق التعلم المتصل بالمكافأة، يعمل الدوبامين كذلك كإشارة خطأِ التنبؤِ بالمكافأة، ويعني ذلك مقدار ودرجة عدم توقع قيمة المكافأة. تبعا لهذه الفرضية الخاصة بولفرام شولتز، لا تُنتِج المكافآت المتوَقَّعَة استجابةَ دوبامينٍ أساسيةٍ ثانيةٍ في بعض الخلايا دوبامينية الفعل، لكن المكافآت غير المتوَقَّعة أو المكافآت ذات مقدار أكبر من المتوقع تُنتج زيادة وجيزة البقاء في الدوبامين المشبكي، بينما يسبب إغفال مكافأة متوقَّعَة انخفاضا في تحرير الدوبامين إلى أقل من معدل الخلفية. حصلت فرضية "خطأ التنبؤ" على اهتمام خاص من علماء بيولوجيا الأعصاب الحاسوبية، لأن هنالك طريقةُ تعلمٍ حاسوبيةٍ مؤثرةٍ تعرف باسم تعلم الفرق الزمني تستخدِم بشكل كبير إشارة تُشفِّر خطأ التنبؤ. قاد هذا التقارب بين الفرضية والبيانات إلى تآثرات خصبة بين علماء بيولوجيا الأعصاب وعلماء الحاسوب المهتمين بتعلم الآلة.
تُظهِر أدلة من تسجيلات مسرى مكروي من أدمغة حيوانات أن عصبونات الدوبامين في المنطقة السقيفية البطنية (VTA) والمادة السوداء تُنشَّط بقوة بواسطة مجموعة متنوعة من أحداث المكافأة. عصبونات الدوبامين المستجيبة للمكافأة هذه في السقيفية البطنية والمادة السوداء حاسمة للإدراك المتعلق بالمكافأة وتعمل كمكون مركزي لنظام المكافأة. تختلف وظيفة الدوبامين في كل امتدادٍ محواريِّ من السقيفية البطنية والمادة السوداء، على سبيل المثال يُعيِّن امتداد صدفة النواة المتكئة في السقيفية البطنية التميز المُرغِب "رغب" للمنبهات المكافئة والإشارات المرتبطة بها، وتُحَدِّث القشرة الجبهية الحجاجية الخاصة بالسقيفية البطنية قيمة الأهداف المختلفة تماشيا مع تميزها المرغِب، تتوسط امتدادات لوزة السقيفية البطنية وحُصَيْنِها تقوية الذكريات المتعلقة بالمكافأة، لكلا مسارَيْ لب النواة المتكئة الخاصة بالسقيفية البطنية والجسم المخطط الخاص بالمادة السوداء دورٌ في تعلم الاستجابات الحركية التي تسهل اكتساب منبهات مكافئة. يبدو أن لبعض النشاط داخل امتدادات السقيفية البطنية دوبامينية الفعل صلة بالتنبؤ بالمكافأة  كذلك.

اللذة

في حين أن للدوبامين دور مركزي في إحداث "الرغبة" المرتبطة باستجاباتِ تصرفٍ تقربِيٍّ أو اشتهائِيٍّ للمنبهات المكافئة، أظهرت دراسات مفصلة أن الدوبامين لا يمكن مساواته ببساطة "بالولع" التلذذي أو المتعة، كما تَبينَ من استجابة السلوك الاستهلاكي. للانتقال العصبي للدوبامين دور في بعض -وليس كل- جوانب الإدراك المتعلق باللذة، وذلك لأن مراكز اللذة حُدّدت داخل نظام الدوبامين (صدفة النواة المتكئة) وخارجه (الشاحبة البطنية والأنوية شبه العضدية). على سبيل المثال، التنبيه الكهربائي المباشر لمسارات الدوبامين باستخدام أقطاب كهرباية مزروعة في الدماغ يتم الإحساس به على أنه تلذذي، والعديد من أنواع الحيوانات مستعدة وراغبة في العمل للحصول عليه. تُخفِض الأدوية المضادة للذهان مستويات الدوبامين وتميل إلى إحداث انعدام التلذذ، وهو انخفاض في القدرة على الشعور باللذة. تزيد العديد من الأفعال اللذية مثل الجماع، الأكل، ولعب ألعاب الفيديو من إفراز الدوبامين. تؤثر جميع العقاقير التي يمكن إدمانها بشكل مباشر أو غير مباشر على الانتقال العصبي للدوبامين في النواة المتكئة، وتزيد هذه العقاقير حين يتم تناولها بصفة متكررة بجرعات مرتفعة التركيز من "الرغبة" إليها مؤدية إلى تعاطٍ قهري وإدمان، وذلك عبر تحسسٍ لتميُّز تحفيزي محتمل. العقاقير التي تزيد من تراكيز الدوبامين المشبكي تحتوي منبهات نفسية مثل الميثامفيتامين والكوكايين. تُنتج هذه المنبهات سلوكات "رغبة"، لكنها لا تعدل بشكل كبير تعابير اللذة أو تغير مستويات الشبع. مع ذلك، تحدث العقاقير الأفيونية مثل الهيروين والمورفين زيادات في مقدار سلوكي "الولع" و"الرغبة". فضلا عن ذلك، الحيوانات التي أصبح فيها مسار الدوبامين السقيفي البطني غير نشط لا تطلب وتسعى للحصول على الطعام، وستموت جوعا إن تركت لوحدها، لكن إن وُضِع الطعام في أفواهها ستقوم باستهلاكه وإبداء تعابير عن اللذة.
وجدت دراسة بتاريخ جانفي 2019 والتي قيّمت تأثير سلف الدوبامين (لي- دوبا)، ومضاد الدوبامين (ريسبيريدون)، وعلاج وهمي على استجابات المكافأة بالنسبة للموسيقى - بما في ذلك مقدار اللذة التي شُعِر بها أثناء الرِعشة، كما قيست بواسطة تغيُّرات في نشاط كهربية الجلد وكذلك التقديرات الذاتية؛ أن التلاعب بالانتقال العصبي للدوبامين ثنائي الاتجاه يُنظّم إدراك اللذة (خاصة التاثير التلذذي للموسيقى) لدى البشر. أوضحت الدراسة أن زيادة الانتقال العصبي للدوبامين تعمل كشرط حتمي في الاستجابات التلذذية الممتعة نحو الموسيقى لدى البشر

خارج الجهاز العصبي

لا يتجاوز الدوبامين حاجز الدماغ-الدم، لذا فإن تخليقه ووظائفه في الأعضاء الطرفية مستقل إلى حد كبير عن تخليقه ووظائفه في الدماغ. تدور كمية معتبرة من الدوبامين في الدورة الدموية لكن وظيفته هنالك ليست واضحة بالكامل. يتواجد الدوبامين في بلازما الدم بمستويات مقاربة لمستويات إبينيفرين، لكن لدى البشر أزيد من 95% من الدوبامين الموجود في البلازما هو على شكل كبريتات الدوبامين، وهو مرافق ينتجه إنزيم ناقلة السلفات 1A3/1A4 العاملة على الدوبامين الحر. تُخلّق معظم كبريتات الدوبامين هذه في المسراق الذي يحيط بأجزاءٍ من الجهاز الهضمي. يُعتقد أن تخليق كبريتات الدوبامين آلية لإزالة سُمِيّة الدوبامين الذي تم تناوله عبر الطعام أو إنتاجه عبر عملية هضمية، فمستويات البلازما منه تتضاعف أكثر من 50 مرة بعد تناول وجبة. كبريتات الدوبامين ليس لها دور بيولوجي معروف ويتم طرحها في البول.
يمكن أن تُخلَّق الكمية الصغيرة نسبيا للدوبامين غير المرافق في مجرى الدم بواسطة الجهاز العصبي الودي، الجهاز الهضمي، أو ربما أعضاء أخرى. ويمكن أن يعمل على مستقبلات الدوبامين في الأنسجة الطرفية، أو يتعرض للأيض أو يُحوَّل إلى نورإبينفرين بواسطة إنزيم بيتا-هيدروكسيلاز الدوبامين الذي يُفرَز في مجرى الدم بواسطة لب الغدة الكظرية. تتواجد بعض مستقبلات الدوبامين في جدران الشرايين، أين تعمل كموسع وكمثبط لإفراز النورإبينفرين. قد تُنشَّط هذه الاستجابات بواسطة إفراز الدوبامين من الجسم السباتي تحت ظروف انخفاض الأكسجين، لكن من غير المعروف إن كانت مستقبلات الدوبامين الشريانية تقوم بأدوار بيولوجية مفيدة أخرى.
فضلا عن دوره في تعديل تدفق الدم، توجد العديد من الأجهزة التي يدور فيها الدوبامين بمناطق محدودة ويؤدي وظيفة إفراز خارجي أو تأشير نظير صماوي. من الأجهزة الملحقة التي يعلب فيها الدوبامين دورا مهما كذلك: الجهاز المناعي، الكلية والبنكرياس.
يعمل الدوبامين في الجهاز المناعي عبر المستقبلات المتواجد في الخلايا المناعية وخاصة الخلايا اللمفاوية. يمكن للدوبامين كذلك التأثير على الخلايا المناعية في الطحال، نخاع العظام، وجهاز الدوران. فضلا عن ذلك، يمكن تخليق الدوبامين وإفرازه بواسطة الخلايا المناعية في حد ذاتها. التأثير الرئيسي للدوبامين على الخلايا اللمفاوية هو تخفيض مستوى تنشيطها، والدلالة الوظيفية لهذا النظام غير واضحة، لكنه يوفر طريقة ممكنة لحدوث تآثرات بين الجهاز العصبي والجهاز المناعي، وقد يكون له دور في بعض اضطرابات المناعة الذاتية.
يتواجد النظام الكلوي دوباميني الفعل في خلايا الكليون بالكلية، أين تتواجد جميع الأنواع الفرعية من مستقبلات الدوبامين. يُخلَّق الدوبامين هنالك أيضا بواسطة خلايا الكليون ويتم تفريغه في السائل الكليوني. تشمل وظائفه كذلك زيادة تزويد الكليتين بالدم، زيادة معدل الترشيح الكبيبي، وزيادة طرح الصوديوم في البول. ومنه، يمكن أن تقود عيوب في عمل الدوبامين الكلوي إلى انخفاض في طرح الصوديوم وزيادة في تطور ارتفاع ضغط الدم. يوجد دليل قوي على أنه يمكن أن ينتج عن أخطاءٍ في تخليق الدوبامين أو في مستقبلاته عددٌ من الأمراض بما في ذلك الإجهاد التأكسدي والاستسقاء وإما ارتفاع ضغط الدم الوراثي أو الأساسي. يمكن للإجهاد التأكسدي أن يسبب بدوره ارتفاع ضغط الدم. يمكن أن تحدث عيوب في هذا النظام بسبب عوامل وراثية أو ضغط الدم المرتفع.
دور الدوبامين في البنكرياس معقد نوعا ما. يتكون البنكرياس من جزئين: خارجي وصماوي. يخلِّق الجزء الخارجي ويفرز إنزيمات هضمية ومواد أخرى -بما في ذلك الدووبامين- في الأمعاء الدقيقة. وظيفة هذا الدوبامين المفرز بعد دخوله الأمعاء الدقيقة غير واضحة تماما، ومن الاحتمالات أنه يحمي الغشاء المخاطي المعوي من التضرر ويخفض من الحركة المعدية المعوية (وهي المعدل الذي يتحرك به المحتوى داخل الجهاز الهضمي).
تشكِّل جزر لانغرهانس الجزء الصماوي من البنكرياس وتقوم بتخليق وطرح هرمونات منها الإنسولين إلى مجرى الدم. يوجد دليل على أن خلايا بيتا في هذه الجزر التي تخلق الأنسولين تحتوي على مستقبلات دوبامينية، وأن الدوبامين يعمل على تخفيض كمية الأنسولين التي تفرزها. مصدر الدوبامين فيها غير معروف بوضوح، ويمكن أن يأتي من الدوبامين الذي يسري في مجرى الدم والذي مصدره الجهاز العصبي الودي، أو ربما يتم تخليقه محليا بواسطة أنواع أخرى من الخلايا البنكرياسية.

تصلب متعدد

أفادت دراسات أن اختلال التوازن في الدوبامين يؤثر على التعب في التصلب المتعدد.  يمنع الدوبامين لدى المرضى بالتصلب المتعدد إنتاج إنترلوكين 17 وIFN-γ بواسطة خلايا الدم المحيطية وحيدة النواة.

مرض باركنسون

مرض باركنسون هو اضطراب متعلق بالعمر يتميز باضطرابات في الحركة مثل: تيبس الجسم، بطء الحركة، وارتعاش الأطراف أثناء عدم استخدامها. في المراحل المتقدمة يتطور المرض إلى الخرف ثم إلى الوفاة في النهاية. تحدث الأعراض الأساسية بسبب فقدان الخلايا المفرِزة للدوبامين في المادة السوداء. هذه الخلايا الدوبامينية عرضة بشكل خاص للتضرر، ويمكن أن تؤدي العديد من التضرارات بما في ذلك: التهاب الدماغ (كما وُضِّح في فيلم الإيقاظ)، الارتجاجات الرياضية المتكررة، وبعض أنواع التسممات الكيميائية مثل MPTP إلى خسارة معتبرة لهذه الخلايا تنتج عنها متلازمة باركنسون مماثلة في خصائصها الرئيسية لمرض باركنسون. معظم حالات مرض باركنسون مجهولة السبب ولا يمكن فيها تحديد سبب موت الخلايا.
العلاج الأكثر شيوعا واستخداما لمعالجة باركنسون هو وصف (تناول) لي-دوبا السلف الأيضي للدوبامين. يحوَّل لي-دوبا إلى دوبامين في الدماغ وأنحاء مختلفة من الجسم بواسطة الإنزيم نازعة كربوكسيل دوبا. يُستخدم مركب لي-دوبا بدل الدوبامين في حد ذاته لأنه -بخلاف الدوبامين- قادرٌ على تجاوز حاجز الدم-دماغ. وغالبا ما يُوصف مع مثبط إنزيم لنزع كربوكسيل محيطي مثل كاربيدوبا أو بنسيرازيد، لتخفيض الكمية المحولة إلى دوبامين في المنطقة المحيطية وبالتالي زيادة كمية لي-دوبا التي تدخل إلى الدماغ. حين يتم تناول لي-دوبا بانتظام لمدة طويلة، عادة ما تبدء مجموعة متنوعة من الآثار الجانبية غير السارة بالظهور مثل خلل الحركة، ورغم ذلك فإن لي-دوبا يعتبر أفضل خيار للعلاج الطويل الأمد لمعظم حالات مرض باركنسون.
لا يمكن للعلاج بـ لي-دوبا استعادة الخلايا الدوبامينية المفقودة، لكنه يتسبب في إنتاج الخلايا المتبقية للمزيد من الدوبامين، ومنه تعويض الدوبامين المطلوب ولو بدرجة معينة. في المراحل المتقدمة يبدأ العلاج بالفشل لأن فقدان الخلايا يكون حادا لدرجة أن الخلايا المتبقية لا يمكنها إنتاج الدوبامين بشكل كافٍ وذلك بغض النظر عن مستويات لي-دوبا. بعض الأدوية التي تحسن من وظيفة الدوبامين مثل بروموكريبتين وبيرغوليد تُستخدم أحيانا كذلك لعلاج الباركنسونية، لكن في معظم الحالات يتجلى أن لي-دوبا يُعطي أفضل مفاضلة بين التأثيرات الإيجابية والتأثيرات الجانبية السلبية.
الأدوية دوبامينية الفعل التي تُستخدم لعلاج مرض باركنسون يصاحبها في بعض الأحيان تطور متلازمة خلل تنظيم الدوبامين والتي تتضمن الاستخدام المفرط للدواء دوباميني الفعل والدواء الحاث على القيام القهري بنشاطات مكافأة طبيعية مثل القمار والجماع. هذه التصرفات مماثلة للتصرفات الملاحظَة لدى الأفراد المرضى بإدمان سلوكي.

اضطراب نقص الانتباه مع فرط النشاط

للانتقال العصبي المتغير دور في اضطراب نقص الانتباه مع فرط النشاط (ADHD) وهو حالة تصاحبها وظائف تنفيذية معتلة تؤدي بدورها إلى مشاكل في تنظيم الانتباه (تحكم انتباهي)، تثبيط السلوكات (تحكم تثبيطي)، نسيان الأحداث أو عدم الانتباه للتفاصيل (ذاكرة عاملة) ومشاكل أخرى. توجد صلات جينية بين مستقبلات الدوبامين، ناقل الدوبامين والـADHD بالإضافة إلى صلات مع مستقبلات نواقل عصبية أخرى وناقلاتها. العلاقة الأكثر أهمية بين الدوبامين والـADHD تتضمن العقاقير المستخدمة في علاجه. بعض أكثر العوامل فعالية في علاج الـADHD هي المنشطات النفسية مثل  ميثيل فينيدات (ريتالين، كونسيرتا) وأمفيتامين (آديرال، ديكسيدرين)، والعقاقير التي تزيد مستويات كلٍ من الدوبامين والنورإبينفرين في الدماغ. التأثيرات السريرية لهذه المنشطات النفسية في معالجة اضطراب نقص الانتباه مع فرط النشاط تتم عبر التفعيل غير المباشر لمستقبلات الدوبامين والنورإبينفرين، خاصة مستقبل الدوبامين D1 و المستقبل الأدرينالي A2 في القشرة أمام الجبهية.

الألم

يلعب الدوبامين دورا في معالجة الألم في مناطق متعددة من الجهاز العصبي المركزي تشمل: النخاع الشوكي، السنجاية المحيطية، المهاد، العقد القاعدية  والقشرة الحزامية. لمستويات الدوبامين المنخفضة صلة بأعراض مؤلمة متواترة الحدوث في مرض باركنسون. تظهر الانتقالات العصبية دوبامينية الفعل غير الطبيعية في عدة حالات سريرية مؤلمة منها: متلازمة الفم الحارق، الألم العضلي الليفي ومتلازمة تململ الساقين.

الغثيان

يُحدَّد الغثيان والتقيؤ بشكل كبير بالنشاط في الباحة المنخفظة في بصلة جذع الدماغ بمنطقة تعرف باسم منطقة حث المستقبل الكيميائي. تحتوي هذه المنطقة على كمية كبيرة من مستقبلات الدوبامين D2. وكنتيجة لذلك، تكون لدى العقاقير التي تنشط مستقبلات D2 إمكانية عالية لإحداث الغثيان. تشمل مجموعة العقاقير هذه بعض الأدوية التي توصف لمرض باركنسون وكذلك بعض محفزات الدوبامين مثل الآبومورفين. في بعض الحالات، مناهضات المستقبل D2 مثل ميتوكلوبراميد مفيدة للاستعمال كمضادات للقيء.

الأحياء الدقيقة

لا توجد تقارير على وجود الدوبامين في البكتريا العتيقة، ولكنه اكتشف  في بعض أنواع البكتريا وفي بعض الكائنات الأولية مثل رباعية الغشاء. ومن جهة أخرى، تحوي بعض أنواع البكتريا على كافة الإنزيمات المشابهة بالنسق للإنزيمات التي تستخدمها الحيوانات لاصطناع الدوبامين. جرى اقتراح أن الحيوانات حصلت على آلية اصطناع الدوبامين من البكتريا عن طريق نقل الجينات الأفقي، الذي يمكن أن يكون قد حصلل بوقت متأخر نسبياً بالنسبة لزمن التطور، وربما يعود ذلك نتيجةً للتضمين التعايشي التكافلي للبكتريا في خلايا حقيقيات النوى التي شكلت خلايا المتقدرة (الميتوكندريون).

الحيوانات

يستخدم الدوبامين ناقلاً عصبياً في معظم الحيوانات متعددة الخلايا. ففي الإسفنجيات بين تقرير واحد على وجود الدوبامين، من غير الدلالة على دوره الوظيفي؛ إلا أنه بالمقابل توجد عدة تقارير على وجود الدوبامين في الجهاز العصبي للعديد من الأنواع الأخرى، ومن ضمنها قنديل البحر اللاسع والهيدرا والمرجان. يشير هذا الأمر إلى أن ظهور الدوبامين ضمن النواقل العصبية يعود إلى أقدم أشكال الجهاز العصبي، وذلك تقديرياً إلى أكثر من حوالي 500 مليون سنة في العصر الكامبري. 
يؤدي الدوبامين دور الناقل العصبي في الفقاريات وشوكيات الجلد ومفصليات الأرجل والرخويات والعديد من أنواع الديدان. يقوم الدوبامين في أنواع الحيوانات التي تحويه بتعديل أو تحوير السلوك الحركي. وفي عدد من الدراسات على النماذج الحية وجد أن الدوبامين يقلل من حركة الربداء الرشيقة، وهي نوع من أنواع الديدان الأسطوانية، لكنه يزيد من الحركات الباحثة عن الغذاء؛ أما في الديدان المسطحة فيعمل الدوبامين على زيادة الحركات اللولبية؛ أما في العلقيات فهو يثبط من السباحة، لكنه يحفز الزحف. أما في الفقاريات فهو يقوم في أغلبها بدور منشّط وله تأثير على تبدل السلوك وانتقاء التجاوب، وذلك بشكل مماثل لتأثيره في الثدييات. وجد أيضاً أن للدوبامين في جميع مجموعات الحيوانات دور في التعلم بأسلوب المكافأة؛ وهذه الملاحظة تنسحب أيضاً على بعض أنواع اللافقاريات مثل الديدان والرخويات ومفصليات الأرجل مثل ذبابة الفاكهة الشائعة، والتي يمكن لها أن تدرّب لتكرر فعلاً ما، إذا كان يتبع بشكل متسق بزيادة مستويات الدوبامين. كان يظن في البداية أن مفصليات الأرجل تمثل استثناءً لأثر الدوبامين على مملكة الحيوانات، إذ وجد البعض أن يعطي معها مفعولاً عكسياً، وأن نظام المكافأة كان يفعل بواسطة الأكتوبامين، وهو ناقل عصبي ذي صلة بالنورإبينفرين؛ إلا أن الدراسات الأخيرة على ذبابة الفاكهة بينت أن للدوبامين بالفعل دور بالتعلم وفق نظام المكافأة، وأن التحفيز باستخدام الأكتوبامين يعود إلى تنشيط العصبونات الدوبامينية.

النباتات

تقوم أنواع مختلفة من النباتات باصطناع الدوبامين بدرجات مختلفة. وجد أعلى تركيز لهذه المادة في الموز الأحمر والأصفر بمستويات تتراوح بين 40 إلى 50 جزء في المليون وزناً. عثر على تراكيز من الدوبامين بحوالي جزء واحد في المليون أو أكثر بقليل في كل من البطاطا والأفوكادو والقنبيط الأخضر وكرنب بروكسل؛ بالمقابل فإن البرتقال والطماطم والسبانخ والفاصولياء وعدد من النباتات الأخرى تحوي مستويات من الدوبامين قابلة للقياس وتبلغ أقل من جزء واحد في المليون. يصطنع الدوبامين في النباتات انطلاقاً من الحمض الأميني تيروسين، وذلك وفق آلية كيميائية حيوية شبيهة لما تجري في مملكة الحيوانات. لم تتضح الصورة بعد بالنسبة لدور الدوبامين في النباتات، لكن توجد دلائل أنه يلعب دوراً في الاستجابة للعوامل المجهدة مثل العدوى البكترية، كما يقوم بدور عامل محفز للنمو في بعض الحالات، كما يقوم بتحوير وتعديل أسلوب استقلاب السكريات. رغم ذلك، فإن المستقبلات التي تتوسط القيام بهذه الأفعال لم تحدد بعد، لا هي ولا الآليات بين الخلوية التي تنشطها. تُستقلَب هذه المادة في النباتات بعدة طرق بشكل ينتج الميلانين وعدد مختلف من أشباه القلويات كمنتجات ثانوية. تعد مركبات الميلانين من المواد الصباغية الداكنة، والتي توجد في عدد كبير من أطياف الكائنات الحية، وهي قريبة من حيث البنية الكيميائية من الدوبامين؛ كما يوجد نوع من الميلانين يعرف باسم «دوبامين-ميلانين» والذي يمكن اصطناعه من أكسدة الدوبامين بواسطة إنزيم تيروسيناز. يستخدم بعض الدوبامين في النباتات غالباً مادة بادئة في اصطناع دوبامين-ميلانين. هناك دلائل على وجود مادة دوبامين-ميلانين في الحيوانات. يعتقد أن الزخارف المعقدة على أجنحة الفراشات، وكذلك التخطيطات ذات اللونين الأبيض والأسود الموجودة على أجسام بعض يرقات الحشرات، هي ناتجة عن تراكمات بنيوية مهيكلة من مركب دوبامين-ميلانين. لا ينتمي الميلانين الموجود في جسم الإنسان والمسؤول عن تدكين لون البشرة إلى الصنف المذكور آنفاً، إذ أنه يصطنع في الجسم عبر مسار يستخدم L-DOPA مادة بادئة وليس الدوبامين. بالرغم من ذلك فإن هناك دلائل تشير إلى أن الميلانين العصبي الذي يسبب لون المادة السوداء في الدماغ، قد يكون ولو بجزء منه على الأقل مؤلفاً من دوبامين-ميلانين. 
لا يؤثر الدوبامين المستهلك غذائياً على الدماغ، لأنه لا يقدر على عبور الحاجز الدموي الدماغي؛ إلا أن هناك العديد من النباتات الحاوية على ليفودوبا (L-DOPA)، وهو طليعة الدوبامين الاستقلابية، ووجد أعلى تراكيز منها في نبتة الميقونة، وخاصة الميقونة الشهوانية (الاسم العلمي: Mucuna pruriens)، والتي تستخدم مصدراً لها في صناعة العقاقير. كما عثر على مستويات مرتفعة من ليفودوبا في نبات الفول، وذلك بشكل أكبر في القشور والأجزاء الأخرى من النبتة بالمقارنة مع الحبوب. وجد أيضاً أن بذور أشجار السنا والبوهينيا تحوي كميات معتبرة من الليفودوبا.

تاريخ الأبحاث

اصطنع الدوبامين لأول مرة سنة 1910 من الكيميائي جورج بارغر وزميله جيمس إونز في مختبرات ويلكم في لندن؛ وسمي بهذا الاسم للإشارة إلى بنيته الكميائية، إذ أن المركب يستحصل من سلفه المركب الطليعي ثنائي هيدروكسي فينيل ألانين dihydroxyphenylalanine والذي يرمز له اختصاراً DOPA؛ كما أن الدوبامين يحوي مجموعة أمين وظيفية، وبذلك يصبح الاسم بالكامل دوبامين.
اكتشف العالم السويدي أرفيد كارلسون ومساعديه دور الدوبامين الوظيفي في النقل العصبي في الدماغ سنة 1958؛ وحاز بسبب هذا الاكتشاف على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء سنة 2000، إذ بين كارلسون أن الدوبامين ليس مجرد مركب وسطي في اصطناع النورإبينفرين، ولكنه أيضاً ناقل عصبي.

بولي دوبامين

وجدت بعض الأبحاث سنة 2007 أن وضع العديد من المواد في محلول متوسط القلوية من الدوبامين سيؤدي إلى تغطيتها بطبقة من الدوبامين المتبلمر، والذي أشير إليه باسم بولي دوبامين. يستحصل على هذا الشكل المبلمر من الدوبامين من تفاعل أكسدة تلقائية، وهو بنيوياً يعد نوعاً من الميلانين. يمكن اصطناع بولي دوبامين من تفاعل ملح هيدروكلوريد الدوبامين مع مركب تريس القاعدي في الماء؛ ولا تزال بنية الشكل البوليميري من الدوبامين غير معروفة. يتشكل غطاء من طبقة البولي دوبامين على الأجسام المغموسة في محلول التحضير، وهي يمكن أن تتفاوت في حجمها من الجسيمات النانوية إلى الأسطح الكبيرة. لا تزال الأبحاث مستمرة في إيجاد تطبيقات مناسبة لهذه المادة، ومن ضمن الاقتراحات استخدامها في تغليف الأدوية؛ أو استغلال خواصها اللاصقة كركيزة في المستشعرات الحيوية.