兒茶酚胺是一類(lèi)含有兒茶酚和胺基的神經(jīng)類(lèi)物質(zhì)。這類(lèi)物質(zhì)通過(guò)L-酪氨酸在交感神經(jīng)、腎上腺髓質(zhì)和嗜鉻細(xì)胞中的酶化步驟結(jié)合而成。在生物體內(nèi)，兒茶酚胺主要指去甲腎上腺素、腎上腺素和多巴胺這三種成分。兒茶酚胺能夠調(diào)節(jié)人體的基本生理功能和情緒，使我們面對(duì)外界刺激時(shí)產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)。它在心血管系統(tǒng)、代謝調(diào)節(jié)、激素分泌變化以及機(jī)體代謝方向等方面發(fā)揮著重要作用。臨床上，兒茶酚胺可用于輔助診斷高血壓、神經(jīng)母細(xì)胞瘤、腎上腺髓質(zhì)瘤和甲亢等內(nèi)分泌相關(guān)疾病。

　　兒茶酚胺

　　兒茶酚胺(Catecholamines，CAs)是一種含有胺基和兒茶酚(鄰苯二酚)的生物活性物質(zhì)，主要包括腎上腺素、去甲腎上腺素和多巴胺。這三種兒茶酚胺在大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)、交感神經(jīng)系統(tǒng)及腎上腺髓質(zhì)等部位，以酪氨酸為前體進(jìn)行合成并分泌。它們可被腎上腺素甲基轉(zhuǎn)移酶(COMT)催化，轉(zhuǎn)化為變腎上激素(MN)、去甲變腎上腺素(NMN)和3-甲氧基酪胺(3-MT)。

　　兒茶酚胺在中樞和外周水平發(fā)揮神經(jīng)遞質(zhì)或激素的作用，在多種生理和病理現(xiàn)象中扮演關(guān)鍵角色，涉及神經(jīng)傳導(dǎo)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、肝臟、心血管功能和代謝等活動(dòng)的調(diào)節(jié)。過(guò)量分泌兒茶酚胺可能導(dǎo)致高血壓和心肌梗塞，而低水平兒茶酚胺則可能引發(fā)低血壓、心肌缺血等問(wèn)題。在臨床上，兒茶酚胺常用于治療神經(jīng)源性、心源性和中毒源性休克的早期階段。

　　重要的是，兒茶酚胺及其代謝物濃度過(guò)高可能提示存在神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤，如嗜鉻細(xì)胞瘤(PCC)和副神經(jīng)節(jié)瘤(PGL)。這類(lèi)疾病在臨床診斷中容易被忽視，但變腎上腺素和去甲變腎上腺素的含量變化已成為該類(lèi)疾病特異性的定性診斷標(biāo)志物，其靈敏度和特異性可高達(dá)90%。

　　兒茶酚胺類(lèi)主要包括多巴胺、去甲腎上腺素和腎上腺素，其代謝過(guò)程涉及多種酶的作用。

　　1. 多巴胺(Dopamine，DA)：多巴胺是一種含有兒茶酚結(jié)構(gòu)的兒茶酚胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)，同時(shí)也是去甲腎上腺素和腎上腺素的前體物質(zhì)。其結(jié)構(gòu)中包含苯環(huán)、羥基(兒茶酚結(jié)構(gòu))和氨基，具有親水性，可溶于水。多巴胺由酪氨酸經(jīng)酪氨酸羥化酶和多巴脫羧酶催化合成，主要代謝產(chǎn)物為高香草酸。它廣泛分布于中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)：在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，通過(guò)黑質(zhì)-紋狀體通路調(diào)控運(yùn)動(dòng)，借助中腦-邊緣系統(tǒng)參與獎(jiǎng)賞與情緒調(diào)節(jié)，經(jīng)下丘腦-垂體通路抑制催乳素釋放;在外周神經(jīng)系統(tǒng)，可調(diào)節(jié)腎臟血流和心血管功能。多巴胺通過(guò)D?樣和D?樣受體家族發(fā)揮作用，其功能異常與帕金森病、精神分裂癥、成癮行為等疾病相關(guān)。臨床上，多巴胺既可作為抗休克藥物，也可通過(guò)補(bǔ)充前體(如左旋多巴)或調(diào)節(jié)受體活性(激動(dòng)劑、拮抗劑)治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

　　2. 去甲腎上腺素(Norepinephrine，NE)：去甲腎上腺素是一種含有兒茶酚結(jié)構(gòu)的胺類(lèi)化合物，同時(shí)也是重要的兒茶酚胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)和激素，具有中樞調(diào)節(jié)和外周生理作用的雙重功能。它由多巴胺經(jīng)多巴胺β-羥化酶催化合成，主要代謝途徑是通過(guò)單胺氧化酶(MAO)和兒茶酚-O-甲基轉(zhuǎn)移酶(COMT)的作用生成香草扁桃酸(VMA)，并經(jīng)尿液排出。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，去甲腎上腺素源自藍(lán)斑核神經(jīng)元，參與覺(jué)醒、情緒調(diào)節(jié)及應(yīng)激反應(yīng);在外周，它作為交感神經(jīng)遞質(zhì)，通過(guò)激動(dòng)α?/α?和β?受體，收縮血管、增強(qiáng)心肌收縮力以調(diào)節(jié)血壓，同時(shí)也能弱激動(dòng)β?受體并促進(jìn)脂肪分解。生理狀態(tài)下，去甲腎上腺素在應(yīng)激時(shí)通過(guò)“fight-or-flight"反應(yīng)維持器官灌注;病理狀態(tài)下，它與高血壓、抑郁癥、休克等疾病相關(guān)，臨床上用于感染性休克等低血壓急救，也是抗抑郁藥物的作用靶點(diǎn)，通過(guò)抑制再攝取或阻斷受體實(shí)現(xiàn)藥理干預(yù)。

　　3. 腎上腺素(Epinephrine，E)：腎上腺素是一種含有兒茶酚結(jié)構(gòu)的胺類(lèi)化合物，屬于典型的兒茶酚胺類(lèi)激素和神經(jīng)遞質(zhì)，由去甲腎上腺素經(jīng)苯乙醇胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶催化甲基化生成。其生理作用涵蓋中樞與外周雙重調(diào)節(jié)：在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，腎上腺素能神經(jīng)元分布于延髓等區(qū)域，參與調(diào)節(jié)呼吸、血壓及應(yīng)激相關(guān)的神經(jīng)內(nèi)分泌反應(yīng);在外周，作為腎上腺髓質(zhì)分泌的主要激素(占80%)，通過(guò)激動(dòng)α(α?/α?)和β(β?/β?/β?)腎上腺素能受體，發(fā)揮廣泛生理效應(yīng)，包括快速提升心率、血壓，擴(kuò)張支氣管，參與應(yīng)激反應(yīng)。病理狀態(tài)下，腎上腺素分泌異常與嗜鉻細(xì)胞瘤(腎上腺髓質(zhì)腫瘤過(guò)度分泌導(dǎo)致高血壓)、過(guò)敏性休克(需外源性補(bǔ)充以緩解支氣管痙攣和低血壓)等疾病相關(guān);在臨床應(yīng)用中，腎上腺素是心肺復(fù)蘇的一線藥物，通過(guò)激動(dòng)β?受體增強(qiáng)心肌收縮、α?受體收縮外周血管以提升冠脈灌注壓，也用于過(guò)敏性休克急救(舒張支氣管、收縮血管)及局部麻醉時(shí)延長(zhǎng)作用時(shí)間(收縮局部血管)。

　　兒茶酚胺合成與代謝過(guò)程

　　合成過(guò)程：

　　兒茶酚胺的合成以酪氨酸為起始原料。首先，酪氨酸在酪氨酸羥化酶(限速酶)的催化下轉(zhuǎn)化為多巴;隨后，多巴在多巴脫羧酶的作用下生成多巴胺。接著，多巴胺在多巴胺β-羥化酶的催化下進(jìn)行羥基化，形成去甲腎上腺素。最終，去甲腎上腺素在腎上腺髓質(zhì)中，經(jīng)苯乙醇胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶的催化甲基化，生成腎上腺素。整個(gè)合成過(guò)程受產(chǎn)物濃度的負(fù)反饋調(diào)節(jié)，且在應(yīng)激狀態(tài)下，可通過(guò)上調(diào)關(guān)鍵酶的表達(dá)加速合成，以滿足機(jī)體對(duì)兒茶酚胺的需求。

　　酪氨酸 → 多巴(酪氨酸羥化酶催化)→ 多巴胺(多巴脫羧酶催化)→ 去甲腎上腺素(多巴胺β-羥化酶催化)→ 腎上腺素(苯乙醇胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶催化)。

　　兒茶酚胺的代謝過(guò)程主要依賴(lài)于單胺氧化酶(MAO)和兒茶酚-O-甲基轉(zhuǎn)移酶(COMT)的協(xié)同作用，最終生成水溶性產(chǎn)物并通過(guò)尿液排出。MAO主要分布于線粒體膜，負(fù)責(zé)降解突觸間隙中的兒茶酚胺，生成醛類(lèi)中間產(chǎn)物;而COMT則在肝、腎等外周組織及部分神經(jīng)元中，催化甲基化反應(yīng)，生成甲氧基衍生物。多巴胺在MAO和COMT的共同作用下，最終代謝為高香草酸(HVA)。去甲腎上腺素和腎上腺素的代謝路徑相似，其主要終產(chǎn)物均為香草扁桃酸(VMA)，部分去甲腎上腺素在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)還可代謝為3-甲氧基-4-羥基苯乙二醇(MHPG)。這些代謝產(chǎn)物不僅反映了兒茶酚胺的動(dòng)態(tài)平衡，還可作為嗜鉻細(xì)胞瘤、帕金森病等疾病的診斷標(biāo)志物。

　　兒茶酚胺的生理功能

　　兒茶酚胺是人體內(nèi)重要的神經(jīng)遞質(zhì)和激素，通過(guò)作用于 α、β 腎上腺素能受體及多巴胺受體，在心血管調(diào)節(jié)、代謝調(diào)控、神經(jīng)傳導(dǎo)等生理過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

　　兒茶酚胺是人體內(nèi)重要的神經(jīng)遞質(zhì)和激素，通過(guò)作用于α、β腎上腺素能受體及多巴胺受體，在心血管調(diào)節(jié)、代謝調(diào)控、神經(jīng)傳導(dǎo)等生理過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

　　1. 心血管系統(tǒng)調(diào)節(jié)：腎上腺素和去甲腎上腺素激動(dòng)心肌β?受體，增強(qiáng)心肌收縮力、加快心率和傳導(dǎo)速度，提升心輸出量，表現(xiàn)為應(yīng)激時(shí)的心跳加速;多巴胺在高劑量下也可激動(dòng)β?受體，增強(qiáng)心肌收縮。在血管張力調(diào)控上，去甲腎上腺素主要激動(dòng)α?受體，收縮皮膚、黏膜及內(nèi)臟血管，維持外周阻力和血壓;腎上腺素因劑量差異呈現(xiàn)不同作用，低劑量時(shí)β?受體占主導(dǎo)，擴(kuò)張骨骼肌血管，高劑量時(shí)α受體作用增強(qiáng)，收縮血管升高血壓;多巴胺在中等劑量下激動(dòng)血管β?受體，擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈和骨骼肌血管。

　　2. 代謝與能量調(diào)節(jié)：兒茶酚胺可以調(diào)控糖代謝過(guò)程，激動(dòng)β?受體，促進(jìn)肝糖原分解(腎上腺素)和肌糖原酵解，升高血糖;同時(shí)抑制胰島素分泌，減少外周組織對(duì)葡萄糖的攝取，常表現(xiàn)為應(yīng)激時(shí)血糖快速升高。兒茶酚胺還能調(diào)控脂肪分解與產(chǎn)熱過(guò)程，激動(dòng)β?受體，激活脂肪細(xì)胞內(nèi)激素敏感性脂肪酶，促進(jìn)甘油三酯分解為游離脂肪酸和甘油，為機(jī)體供能;同時(shí)增強(qiáng)線粒體產(chǎn)熱，參與體溫調(diào)節(jié)。此外，兒茶酚胺可以維持機(jī)體內(nèi)電解質(zhì)平衡，腎上腺素可促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)K?攝取(β?受體介導(dǎo))，短暫降低血鉀濃度。

　　3. 神經(jīng)系統(tǒng)方面：在中樞神經(jīng)調(diào)節(jié)過(guò)程中，多巴胺作為中樞神經(jīng)遞質(zhì)，參與運(yùn)動(dòng)控制，如黑質(zhì)-紋狀體通路，缺失可致帕金森病;并參與內(nèi)分泌調(diào)節(jié)，如抑制催乳素分泌。去甲腎上腺素參與維持覺(jué)醒、注意力和情緒調(diào)控，應(yīng)激時(shí)增強(qiáng)警覺(jué)性;而腎上腺素的中樞作用較弱，主要通過(guò)外周效應(yīng)影響中樞。在外周神經(jīng)傳導(dǎo)中，兒茶酚胺作為交感神經(jīng)節(jié)后纖維的主要遞質(zhì)，介導(dǎo)應(yīng)激反應(yīng)，如瞳孔擴(kuò)大、支氣管舒張、胃腸蠕動(dòng)抑制等。

　　4. 呼吸系統(tǒng)和消化系統(tǒng)：腎上腺素和去甲腎上腺素激動(dòng)β?受體，松弛支氣管平滑肌，促進(jìn)支氣管擴(kuò)張，如哮喘發(fā)作時(shí)腎上腺素的解痙作用;在消化系統(tǒng)中，兒茶酚胺抑制胃腸平滑肌收縮，減少消化液分泌;激動(dòng)α受體收縮胃腸血管，減少血流量。

　　兒茶酚胺的含量測(cè)定

　　許多用于定量測(cè)定血漿或尿液中兒茶酚胺及其代謝物的方法，主要包括免疫法、高效液相色譜電化學(xué)檢測(cè)法(HPLC-ECD)、液相色譜熒光檢測(cè)法(HPLC-FLD)、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)等。免疫法測(cè)定可能受到類(lèi)腎上腺素化合物的交叉反應(yīng)干擾，導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。熒光法檢測(cè)靈敏度較低，難以滿足人體檢測(cè)需求，且選擇性較差，無(wú)法同時(shí)測(cè)定兒茶酚胺的代謝產(chǎn)物。HPLC-ECD測(cè)定可能對(duì)血漿和尿液中多種化合物產(chǎn)生響應(yīng)，導(dǎo)致選擇性不佳，易受干擾。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)不適合熱敏性?xún)翰璺影返臋z測(cè)。LC-MS/MS技術(shù)則結(jié)合了色譜法和質(zhì)譜法的優(yōu)勢(shì)，克服了色譜法定性能力差和質(zhì)譜法分離效率低的問(wèn)題，顯著提升了分析的靈敏度。此外，該方法通過(guò)加入同位素內(nèi)標(biāo)，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的定量分析，具備高靈敏度、短檢測(cè)時(shí)間、小樣本用量以及高特異性的優(yōu)點(diǎn)。