Histamiin

Histamiin on orgaaniline lämmastikühend, mis reguleerib immuunreaktsioone ning ka füsioloogilisi reaktsioone soolestikus, ning on üks signaalmolekulidest. Histamiin vallandab põletikulise reaktsiooni. Immuunreaktsioonina toodetakse histamiini basofiilidest nuumrakkudes, mida leidub sidekoes. Histamiin suurendab kapillaaride läbilaskvust valgete vereliblede ja mõningate valkude suhtes, et võimaldada neil seostuda patogeenidega nakatanud kudedes.

Omadused

Histamiin moodustab värvitu hügroskoopse kristalli, mis sulab 84 °C juures ja lahustub väga hästi vees ja etanoolis, aga mitte eetris. Vesilahustes esineb histamiin kahe tautomeerse vormina: Nπ-H-histamiin ja Nτ-H-histamiin. Imidasooliahelas on kaks lämmastikku. Lämmastik, mis asub külgahelast kõige kaugemal, on "tele" lämmastik, mida tähistatakse τ-ga. Lämmastikku, mis asub külgahelale kõige lähemal, nimetatakse "pros" lämmastikuks, seda tähistatakse π-ga. Tautomeer nimetatakse selle lämmastiku järgi, mille küljes on vesinik. Kui lämmastik koos vesinikuga on tele-asendis, siis on histamiin tele-tautomeerses vormis. Lahustes on eelistatud tele-tautomeerne vorm.
Histamiinil on kaks aluselist tsentrit, peamiselt alifaatne aminorühm ja lämmastiku aatom imidasooliahelas, mis ei ole veel prootoniga seotud. Füsioloogilistes tingimustes alifaatne aminorühm (pKa ≈ 9,4) protoneeritakse, samal ajal kui teist lämmastikku imidasooliahelas (pKa ≈ 5,8) ei protoneerita. Seega histamiin protoneeritakse üksikult laetud katiooniga.

Süntees ja ainevahetus

Histamiin saadakse histidiini, mis on aminohape, dekarboksüleerimisel. Reaktsiooni katalüüsib ensüüm L-histidiindekarboksülaas. See on hüdrofiilne vasoaktiivne amiin.
Kui histamiin on moodustunud, siis see kas säilitatakse või inaktiveeritakse seda esmaselt lagundavate ensüümide, histamiin-N-metüültransferraasi või diamiinoksüdaasi, poolt. Kui histamiin vabastatakse sünapsidest, siis kesknärvisüsteemis surub tema toimet maha histamiin-N-metüültransferraas, teistes kudedes teevad seda mõlemad ensüümid. Paljud teised ensüümid, sealhulgas MAO-B ja ALDH2, edastavad töötlemise vahetutele histamiini metaboliitidele selle eritumiseks või ümbertöötlemiseks.
Ka bakterid on võimelised histamiini tootma, kasutades histidiindekarboksülaasi ensüüme, mida ei ole leitud loomadel. Toidumürgitus, mis on mittenakkuslik haigus, tekib seoses sellega, et bakterid toodavad histamiini riknenud toidus, eriti kalas. Hapendatud toidud ja joogid sisaldavad looduslikult väikestes kogustes histamiini, mis tekib tänu kääritavatele bakteritele või seentele. Sake sisaldab 20–40 mg/L ja vein 2–10 mg/L histamiini.

Hoiustamine ja vabastamine

Enamik histamiini kehas toodetakse nuumrakkude või valgetes vereliblede graanulites, mida kutsutakse basofiilideks. Nuumrakud on eriti arvukad sellises kohtades, kus on potentsiaalne vigastuste oht: ninas, suus, jalgadel, keha sisepinnal ja veresoontes. Mittenuumrakkude histamiini leidub paljudes kudedes, kaasaarvatud ajus, kus ta käitub signaalmolekulina. Teine oluline koht, kus säilitatakse ja vabastatakse histamiini, on enterochromaffinlikud (ECL) rakud kõhus.
Kõige tähtsam patofüsioloogiline nuumrakkude ja basofiilse histamiini vabanemise mehhanism on immunoloogiline. Need rakud, kui nad on muudetud tundlikuks IgE antikehadega, mis on kinnitatud nende rakumembraanidele, degranuleeruvad kokkupuutel sobiliku antikehaga. Mõned amiinid ja alkaloidid, kaasa arvatud morfiin ja kuraare alkaloidid saavad histamiini ümber paigutada ja põhjustada selle vabanemist. On leitud, et mõningad antibiootikumid, näiteks polümüksiin, stimuleerivad histamiini vabastamist.
Histamiini vabastamine toimub, kui allergeenidd seostuvad nuumrakkudega, mis on seotud IgE antikehadega. IgE ületootmise vähendamine võib alandada tõenäosust, et allergeenid leiavad piisavalt vaba IgE, et käivitada nuumrakkudes histamiini vabastamise.

Une regulatsioon

Histamiin vabastatakse kui signaalmolekul. Neuroneid, mis vabastavad histamiini on leitud hüpotalamuses. On teada, et histamiinergiline tegevus mõjutab und. Klassikaliselt produtseerivad und antihistamiinid. Samuti põhjustab histamiini vabastavate neuronite hävitamine või histamiini sünteesi pärssimine suutmatust säilitada valvsust. Ärkvelolekut suurendavad H₃ retseptori antagonistid.
On järeldunud, et histamiinergilised rakud omavad kõige suuremaid vallandamise mustreid, mis on ärkvelolekuga seotud, kui mistahes teine neuronite tüüp, mis on seni registreeritud. Nad vallanduvad tormakalt kogu ärkveloleku aja, vallandumine on aeglasem puhke- ja lõõgastus- ja väsimusmomentidel ning vallandumine peatub täielikult REM ja NREM uneperioodil. Histamiinergiliste rakkude vallandumist saab registreerida vahetult enne, kui loom näitab ärkamise märke.

Allasuruvad efektid

Kuigi histamiin stimuleerib neuroneid, on tal ka allasuruvaid efekte, mis kaitsevad krampide tundlikkuse, narkootikumide ülitundlikkuse, isheemiliste kahjustuste ja stressi eest. On ka leitud, et histamiin kontrollib mehhanisme, mille käigus mälestused ja õpitu unustatakse.

Erektsioon ja seksuaalne funktsioon

Histamiini (H₂) antragonistidega, nagu näiteks tsimetidiin ja ranitidiin, seoses võivad avalduda libiido vähenemine ja erektsioonihäired. Meestel, kellel esineb psühhogeenne impotentsus, produtseerib histamiini süst kavernooskehasse osalise või täieliku erektsiooni (74% meestest). On väidetud, et Ha antragonistid võivad põhjustada seksuaalseid raskusi, vähendades testosterooni omastamist.

Skisofreenia

Skisofreeniaga inimestel on pea- ja seljaajus suurenenud histamiini metaboliitide hulk, samal ajal on H₁ retseptori seostumise efektiivsus vähenenud. Paljud atüüpilised antipsühhootilised ravimid suurendavad histamiini ringluse efektiivsust.

Haigused

Immuunsüsteemi lahutamatu osana võib histamiin olla seotud immuunsüsteemi häirete ja allergiatega. Mastotsütoos on haruldane haigus, mille korral toimub histamiini tootvate nuumrakkude kiire levik ja selle tagajärjel liigne histamiini tootmine. Histamiinitalumatus on seisund, mille korral organism reageerib toidus leiduvale histamiinile.

Ajalugu

Histamiini, tol ajal β-iminasoolüületüülamiini omadusi kirjeldasid esmakordselt 1910. aastal Briti teadlased Henry H. Dale ja P. P. Laidlaw.
Väljendit "H aine" või "aine H" on aeg-ajalt kasutatud meditsiinilises kirjanduses histamiini või hüpoteetilise histamiinliku hajutava aine kohta, mis vabaneb naha allergiliste reaktsioonide korral või vastusena kudede põletuste korral.