ক্যাটেকোলামিন

ক্যাটেকোলামিন (; সংক্ষেপে CA), সাধারণত একটি ৩,৪-ডাইহাইড্রোক্সিফেনেথিলামিন, হল একটি মোনোঅ্যামাইন স্নায়ুসংক্রমক, একটি জৈব যৌগ যাতে একটি ক্যাটেকোল (দুটি সংলগ্ন হাইড্রোক্সিল পার্শ্বশ্রেণিসম্পন্ন বেনজিন) এবং একটি পার্শ্বশ্রেণি অ্যামিন থাকে।  

ক্যাটেকোল একটি মুক্ত অণু বা একটি বৃহত্তর অণুর প্রতিস্থাপক হিসাবে থাকতে পারে, যেখানে এটি ১,২-ডাইহাইড্রোক্সিবেনজিন গ্রুপ প্রতিনিধিত্ব করে।  

ক্যাটেকোলামিনগুলি অ্যামিনো অ্যাসিড টাইরোসিন থেকে উৎপন্ন হয়, যা খাদ্যীয় উৎস এবং ফিনাইলঅ্যালানিন থেকে সংশ্লেষণ দ্বারা পাওয়া যায়। ক্যাটেকোলামিনগুলি জলে দ্রবণীয় এবং রক্তপ্রবাহে প্লাজমা প্রোটিনের সাথে ৫০% আবদ্ধ থাকে।  

ক্যাটেকোলামিনের মধ্যে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে এপিনেফ্রিন (অ্যাড্রেনালিন), নরএপিনেফ্রিন (নরঅ্যাড্রেনালিন), এবং ডোপামিন। অ্যাড্রিনাল গ্রন্থির অ্যাড্রিনাল মেডুলা থেকে হরমোন এপিনেফ্রিন এবং নরএপিনেফ্রিনের নিঃসরণ যুদ্ধ-বা-পলায়ন প্রতিক্রিয়া-এর অংশ।  

ফিনাইলঅ্যালানিন হাইড্রোক্সিলেজ এনজাইম দ্বারা হাইড্রোক্সিলেশন এর মাধ্যমে ফিনাইলঅ্যালানিন থেকে টাইরোসিন তৈরি হয়। টাইরোসিন সরাসরি খাদ্যীয় প্রোটিন থেকে গ্রহণ করা হয়। ক্যাটেকোলামিন-নিঃসরণকারী কোষগুলি টাইরোসিনকে ধারাবাহিকভাবে এল-ডোপা এবং তারপর ডোপামিনে রূপান্তর করতে বেশ কয়েকটি বিক্রিয়া ব্যবহার করে। কোষের প্রকারের উপর নির্ভর করে, ডোপামিনকে আরও নরএপিনেফ্রিন বা এপিনেফ্রিনে রূপান্তরিত করা যেতে পারে।  

বিভিন্ন উত্তেজক ওষুধ (যেমন কিছু প্রতিস্থাপিত অ্যামফিটামিন) ক্যাটেকোলামিনের অ্যানালগ।

গঠন   
ক্যাটেকোলামিনগুলির একটি স্বতন্ত্র গঠন রয়েছে: একটি বেনজিন রিং যাতে দুটি হাইড্রোক্সিল গ্রুপ, একটি মধ্যবর্তী ইথাইল শৃঙ্খল এবং একটি প্রান্তিক অ্যামিন গ্রুপ থাকে। নরএপিনেফ্রিন মতো ফিনাইলইথানলামিনগুলিতে ইথাইল শৃঙ্খলে একটি হাইড্রোক্সিল গ্রুপ থাকে।

উৎপাদন ও বিপাক

অবস্থান   
ক্যাটেকোলামিন প্রধানত অ্যাড্রিনাল মেডুলা-এর ক্রোমাফিন কোষ এবং সিমপ্যাথেটিক স্নায়ুতন্ত্রের পোস্টগ্যাংলিওনিক ফাইবার দ্বারা উৎপন্ন হয়। ডোপামিন, যা কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্রে একটি স্নায়ুসংক্রমক হিসাবে কাজ করে, প্রধানত মস্তিষ্কের দুটি অঞ্চলের স্নায়ুকোষ দেহে উৎপন্ন হয়: ভেন্ট্রাল টেগমেন্টাল এরিয়া এবং সাবস্ট্যানশিয়া নিগ্রা, যার শেষোক্তটিতে নিউরোমেলানিন-পিগমেন্টেড নিউরন থাকে। লোকাস সেরুলিয়াস-এর একইভাবে নিউরোমেলানিন-পিগমেন্টেড কোষ দেহ নরএপিনেফ্রিন  উৎপন্ন করে। এপিনেফ্রিন মানব মস্তিষ্কের কিছু নিউরনের ছোট গোষ্ঠীতে উৎপন্ন হয় যেগুলো এর সংশ্লেষণকারী এনজাইম ফিনাইলইথানলামিন এন-মিথাইলট্রান্সফেরেজ প্রকাশ করে; এই নিউরনগুলি এরিয়া পোস্ট্রিমা-এর সংলগ্ন (ভেন্ট্রোল্যাটেরাল) একটি নিউক্লিয়াস থেকে এবং সোলিটারি ট্র্যাক্ট-এর ডর্সাল অঞ্চলের একটি নিউক্লিয়াস থেকে প্রোজেক্ট করে।

জৈব সংশ্লেষণ   
ডোপামিন হল ডোপা থেকে সংশ্লেষিত প্রথম ক্যাটেকোলামিন। এরপর নরএপিনেফ্রিন  এবং এপিনেফ্রিন ডোপামিনের আরও বিপাকীয় পরিবর্তন থেকে উৎপন্ন হয়। ডোপামিন হাইড্রোক্সিলেজ এনজাইমের জন্য কপার একটি কোফ্যাক্টর প্রয়োজন (চিত্রে দেখানো হয়নি) এবং ডোপা ডিকার্বক্সিলেজের জন্য পিএলপি প্রয়োজন (চিত্রে দেখানো হয়নি)। প্রাধান্যশীল বিপাকীয় পথের মাধ্যমে ক্যাটেকোলামিন জৈব সংশ্লেষণের সীমাবদ্ধ ধাপ হল এল-টাইরোসিনের এল-ডোপা-তে হাইড্রোক্সিলেশন।  

আলফা-মিথাইল-পি-টাইরোসিন (এএমপিটি) দ্বারা ক্যাটেকোলামিন সংশ্লেষণ বাধাগ্রস্ত হয়, যা টাইরোসিন হাইড্রোক্সিলেজকে বাধা দেয়।  

ফিনাইলঅ্যালানিন এবং টাইরোসিন অ্যামিনো অ্যাসিডগুলি ক্যাটেকোলামিনের প্রাকৃতিক পদার্থ। উভয় অ্যামিনো অ্যাসিড রক্ত প্লাজমা এবং মস্তিষ্কে উচ্চ ঘনত্বে পাওয়া যায়। স্তন্যপায়ী প্রাণীদের মধ্যে, টাইরোসিন খাদ্যতালিকাগত ফিনাইলঅ্যালানিন থেকে ফিনাইলঅ্যালানিন হাইড্রোক্সিলেজ এনজাইম দ্বারা গঠিত হতে পারে, যা লিভারে প্রচুর পরিমাণে পাওয়া যায়। ফিনাইলঅ্যালানিন হাইড্রোক্সিলেজের অপর্যাপ্ত পরিমাণ ফিনাইলকেটোনুরিয়া সৃষ্টি করে, একটি বিপাকীয় ব্যাধি যা খাদ্যাভ্যাস পরিবর্তন দ্বারা চিকিৎসা না করলে বৌদ্ধিক ঘাটতির দিকে নিয়ে যায়। ক্যাটেকোলামিন সংশ্লেষণ সাধারণত টাইরোসিন দিয়ে শুরু হয় বলে বিবেচিত হয়। টাইরোসিন হাইড্রোক্সিলেজ (TH) এনজাইম এল-টাইরোসিনকে ৩,৪-ডাইহাইড্রোক্সিফেনাইলঅ্যালানিন (এল-ডোপা) এ রূপান্তরিত করে। TH দ্বারা এল-টাইরোসিনের হাইড্রোক্সিলেশন ডোপামিনের প্রাকৃতিক পদার্থ এল-ডোপা গঠন করে, যা অ্যারোমেটিক এল-অ্যামিনো অ্যাসিড ডিকার্বক্সিলেজ (AADC; কুপার এট আল., ২০০২) দ্বারা স্নায়ুসংক্রমক ডোপামিনে বিপাকিত হয়। এই ধাপটি এত দ্রুত ঘটে যে AADC কে প্রথমে বাধা না দিয়ে মস্তিষ্কে এল-ডোপা পরিমাপ করা কঠিন। ডোপামিনকে স্নায়ুসংক্রমক হিসাবে ব্যবহারকারী নিউরনগুলিতে, এল-ডোপা থেকে ডোপামিনে ডিকার্বক্সিলেশন স্নায়ুসংক্রমক গঠনের চূড়ান্ত ধাপ; তবে, নরএপিনেফ্রিন  (নরঅ্যাড্রেনালিন) বা এপিনেফ্রিন (অ্যাড্রেনালিন) কে স্নায়ুসংক্রমক হিসাবে ব্যবহারকারী নিউরনগুলিতে, ডোপামিন β-হাইড্রোক্সিলেজ (DBH) এনজাইমও উপস্থিত থাকে, যা ডোপামিনকে নরএপিনেফ্রিন ে রূপান্তরিত করে। এপিনেফ্রিন স্নায়ুসংক্রমক হিসাবে ব্যবহৃত নিউরনগুলিতে, একটি তৃতীয় এনজাইম ফিনাইলইথানলামিন এন-মিথাইলট্রান্সফেরেজ (PNMT) নরএপিনেফ্রিন কে এপিনেফ্রিনে রূপান্তরিত করে। এইভাবে, এপিনেফ্রিনকে স্নায়ুসংক্রমক হিসাবে ব্যবহারকারী একটি কোষে চারটি এনজাইম (TH, AADC, DBH, এবং PNMT) থাকে, যেখানে নরএপিনেফ্রিন  নিউরনগুলিতে শুধুমাত্র তিনটি এনজাইম থাকে (PNMT অনুপস্থিত) এবং ডোপামিন কোষগুলিতে শুধুমাত্র দুটি (TH এবং AADC)।

বিপাক   
ক্যাটেকোলামিনের রক্তে প্রবাহকালে অর্ধ-জীবন কয়েক মিনিট। এগুলি ক্যাটেকোল-ও-মিথাইলট্রান্সফেরেজ (COMT) দ্বারা মিথাইলেশন বা মনোঅ্যামিন অক্সিডেজ (MAO) দ্বারা ডিঅ্যামিনেশনের মাধ্যমে বিপাকিত হতে পারে।  

MAOIগুলি MAO-এর সাথে আবদ্ধ হয়, ফলে এটি ক্যাটেকোলামিন এবং অন্যান্য মনোঅ্যামিনগুলিকে ভাঙতে বাধা দেয়।  
  

ক্যাটেকোলামিনের বিপাক দুটি প্রধান এনজাইম দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়: ক্যাটেকোল-ও-মিথাইলট্রান্সফেরেজ (COMT) যা সিন্যাপ্টিক ক্লেফ্ট এবং কোষের সাইটোসলে উপস্থিত থাকে, এবং মনোঅ্যামিন অক্সিডেজ (MAO) যা মাইটোকন্ড্রিয়াল ঝিল্লিতে অবস্থিত। উভয় এনজাইমের কোফ্যাক্টর প্রয়োজন: COMT Mg2+ ব্যবহার করে, যেখানে MAO FAD ব্যবহার করে। বিপাকীয় প্রক্রিয়ার প্রথম ধাপটি MAO বা COMT দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, যা টিস্যু এবং ক্যাটেকোলামিনের অবস্থানের উপর নির্ভর করে (উদাহরণস্বরূপ, সিন্যাপ্টিক ক্লেফ্টে ক্যাটেকোলামিনের বিপাক COMT দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় কারণ MAO একটি মাইটোকন্ড্রিয়াল এনজাইম)। বিপাকীয় পথের পরবর্তী ধাপগুলিতে অ্যালকোহল ডিহাইড্রোজেনেজ, অ্যালডিহাইড ডিহাইড্রোজেনেজ এবং অ্যালডিহাইড রিডাক্টেজ জড়িত। এপিনেফ্রিন এবং নরএপিনেফ্রিন ের চূড়ান্ত উৎপাদ হল ভ্যানিলাইলম্যান্ডেলিক অ্যাসিড (VMA) যা মূত্রে নিষ্কাশিত হয়। ডোপামিন বিপাক হোমোভ্যানিলিক অ্যাসিড (HVA) উৎপন্ন করে।

কার্যাবলি

প্রক্রিয়া   
দুটি ক্যাটেকোলামিন, নরএপিনেফ্রিন  এবং ডোপামিন, কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্রে নিউরোমডুলেটর এবং রক্ত প্রবাহে হরমোন হিসাবে কাজ করে। নরএপিনেফ্রিন  ক্যাটেকোলামিন পেরিফেরাল সিমপ্যাথেটিক স্নায়ুতন্ত্রের একটি নিউরোমডুলেটর, তবে রক্তেও উপস্থিত থাকে (প্রধানত সিমপ্যাথেটিক সিস্টেমের সিন্যাপস থেকে "স্পিলওভার" এর মাধ্যমে)।  

রক্তে উচ্চ ক্যাটেকোলামিন মাত্রা চাপ-এর সাথে যুক্ত, যা মানসিক প্রতিক্রিয়া বা পরিবেশগত চাপ যেমন উচ্চ শব্দ মাত্রা, তীব্র আলো, বা নিম্ন রক্ত শর্করা মাত্রা থেকে উদ্ভূত হতে পারে।  

ক্যাটেকোলামিনের অত্যন্ত উচ্চ মাত্রা (যাকে ক্যাটেকোলামিন বিষক্রিয়াও বলা হয়) কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্রের আঘাতের কারণে হতে পারে, বিশেষত ব্রেনস্টেম-এ অবস্থিত নিউক্লিয়াস-এর উদ্দীপনা বা ক্ষতির ফলে, যা সিমপ্যাথেটিক স্নায়ুতন্ত্রকে প্রভাবিত করে। জরুরি চিকিৎসায় এই ঘটনাটিকে "ক্যাটেকোলামিন ডাম্প" নামে পরিচিত।  

নিউরোএন্ডোক্রাইন টিউমার-এর কারণে অ্যাড্রিনাল মেডুলায় ক্যাটেকোলামিনের অত্যন্ত উচ্চ মাত্রা হতে পারে, যা ফিওক্রোমোসাইটোমা নামে পরিচিত একটি চিকিৎসাযোগ্য অবস্থা।  

মনোঅ্যামিন অক্সিডেজ এ (MAO-A)-এর ঘাটতির কারণেও ক্যাটেকোলামিনের উচ্চ মাত্রা হতে পারে, যা ব্রুনার সিন্ড্রোম নামে পরিচিত। MAO-A এই স্নায়ুসংক্রমকগুলির বিপাকের জন্য দায়ী এনজাইমগুলির মধ্যে একটি হওয়ায়, এর ঘাটতি এই স্নায়ুসংক্রমকগুলির জৈব প্রাপ্যতা উল্লেখযোগ্যভাবে বাড়ায়। এটি ফিওক্রোমোসাইটোমা, নিউরোএন্ডোক্রাইন টিউমার, এবং কার্সিনয়েড সিন্ড্রোম ছাড়াই ঘটে, তবে এটি কার্সিনয়েড সিন্ড্রোমের মতো লক্ষণ যেমন মুখের ফ্লাশিং এবং আক্রমণাত্মকতা দেখায়।  

তীব্র পোরফাইরিয়া ক্যাটেকোলামিন মাত্রা বৃদ্ধি করতে পারে।

প্রভাব   
ক্যাটেকোলামিনগুলি সাধারণ শারীরিক পরিবর্তন সৃষ্টি করে যা দেহকে শারীরিক ক্রিয়াকলাপের জন্য প্রস্তুত করে (যুদ্ধ-বা-পলায়ন প্রতিক্রিয়া)। কিছু সাধারণ প্রভাব হল হৃদস্পন্দন বৃদ্ধি, রক্তচাপ বৃদ্ধি, রক্ত গ্লুকোজ মাত্রা বৃদ্ধি, এবং সিমপ্যাথেটিক স্নায়ুতন্ত্রের সাধারণ প্রতিক্রিয়া। কিছু ওষুধ, যেমন টলক্যাপোন (একটি কেন্দ্রীয় COMT-বাধক), সমস্ত ক্যাটেকোলামিনের মাত্রা বাড়ায়। ক্যাটেকোলামিন বৃদ্ধি রোগীদের মধ্যে শ্বাস-প্রশ্বাসের হার বৃদ্ধি (ট্যাকিপনিয়া) সৃষ্টি করতে পারে।  

ক্যাটেকোলামিন বিপাকিত হওয়ার পর মূত্রে নিঃসৃত হয় এবং এর নিঃসরণ মাত্রা দেহে ক্যাটেকোলামিন মাত্রা সম্পর্কিত রোগের নির্ণয়ে ব্যবহৃত হয়। মূত্র পরীক্ষা ফিওক্রোমোসাইটোমা শনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়।

উদ্ভিদে কার্যাবলি

ক্যাটেকোলামিন পরীক্ষা   
ক্যাটেকোলামিনগুলি মানবদেহের বিভিন্ন সিস্টেমের টিস্যুর কোষ দ্বারা নিঃসৃত হয়, প্রধানত স্নায়বিক এবং অন্তঃস্রাবী সিস্টেম দ্বারা। অ্যাড্রিনাল গ্রন্থিগুলি শারীরিক বা মানসিক চাপের সময় রক্তে নির্দিষ্ট ক্যাটেকোলামিন নিঃসরণ করে এবং এটি সাধারণত একটি সুস্থ শারীরবৃত্তীয় প্রতিক্রিয়া। তবে, রক্তে ঘূর্ণায়মান ক্যাটেকোলামিনের তীব্র বা দীর্ঘস্থায়ী অতিরিক্ত পরিমাণ রক্তচাপ এবং হৃদস্পন্দনকে অত্যন্ত উচ্চ মাত্রায় বাড়িয়ে দিতে পারে এবং শেষ পর্যন্ত বিপজ্জনক প্রভাব সৃষ্টি করতে পারে। চিকিৎসক যখন হাইপারটেনশন এবং ট্যাকিকার্ডিয়া-এর লক্ষণগুলি সনাক্ত করেন যা চিকিৎসায় পর্যাপ্তভাবে সাড়া দেয় না, তখন মেটানেফ্রিন-এর জন্য ফ্র্যাকশনেটেড প্লাজমা ফ্রি বা মূত্র মেটানেফ্রিন পরীক্ষা ব্যবহার করে নির্দিষ্ট রোগ নিশ্চিত বা বাদ দেওয়া হয়। প্রতিটি পরীক্ষা অ্যাড্রেনালিন এবং নরঅ্যাড্রেনালিনের বিপাকীয় পদার্থের পরিমাণ পরিমাপ করে, যথাক্রমে মেটানেফ্রিন এবং নরমেটানেফ্রিন নামে পরিচিত।  

দেহে উপস্থিত ক্যাটেকোলামিনের পরিমাণ বিশ্লেষণের জন্য রক্ত পরীক্ষাও করা হয়।  

অ্যাড্রিনাল গ্রন্থি বা স্নায়ুতন্ত্রে বিরল টিউমার শনাক্ত করতে ক্যাটেকোলামিন পরীক্ষা করা হয়। ক্যাটেকোলামিন পরীক্ষা ফিওক্রোমোসাইটোমা, প্যারাগ্যাংলিওমা, এবং নিউরোব্লাস্টোমা-এর মতো টিউমার সম্পর্কে তথ্য প্রদান করে।

আরও দেখুন   
  
ক্যাটেকোল-ও-মিথাইলট্রান্সফেরেজ  
ক্যাটেকোলামিনার্জিক পলিমর্ফিক ভেন্ট্রিকুলার ট্যাকিকার্ডিয়া  
ক্যাটেকোলামিন গবেষণার ইতিহাস  
হরমোন  
জুলিয়াস অ্যাক্সেলরড  
পেপটাইড হরমোন  
ফেনেথিলামিন  
স্টেরয়েড হরমোন  
সিমপ্যাথোমাইমেটিক ড্রাগ  
ভ্যানিলাইলম্যান্ডেলিক অ্যাসিড

তথ্যসূত্র

বহিঃসংযোগ   
   

  

   
স্নায়ুসংক্রমক  
TAAR1 অ্যাগনিস্ট  
চাপ হরমোন