兒茶酚胺是一類含有兒茶酚和胺基的神經(jīng)類物質(zhì)。這類物質(zhì)通過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，使我們面對外界刺激時產(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的調(diào)節(jié)。過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%。

　　兒茶酚胺類主要包括多巴胺、去甲腎上腺素和腎上腺素，其代謝過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)的兒茶酚胺類神經(jīng)遞質(zhì)，同時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)，通過黑質(zhì)-紋狀體通路調(diào)控運(yùn)動，借助中腦-邊緣系統(tǒng)參與獎賞與情緒調(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，也可通過補(bǔ)充前體(如左旋多巴)或調(diào)節(jié)受體活性(激動劑、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)的胺類化合物，同時也是重要的兒茶酚胺類神經(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)，通過激動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，同時也能弱激動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)激時通過“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)的胺類化合物，屬于典型的兒茶酚胺類激素和神經(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%)，通過激動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)腫瘤過度分泌導(dǎo)致高血壓)、過敏性休克(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，通過激動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，也用于過敏性休克急救(舒張支氣管、收縮血管)及局部麻醉時延長作用時間(收縮局部血管)。

　　兒茶酚胺合成與代謝過程

　　合成過程：

　　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。整個合成過程受產(chǎn)物濃度的負(fù)反饋調(diào)節(jié)，且在應(yīng)激狀態(tài)下，可通過上調(diào)關(guān)鍵酶的表達(dá)加速合成，以滿足機(jī)體對兒茶酚胺的需求。

　　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)。

　　兒茶酚胺的代謝過程主要依賴于單胺氧化酶(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)激時的心跳加速;多巴胺在高劑量下也可激動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β?受體占主導(dǎo)，擴(kuò)張骨骼肌血管，高劑量時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血管β?受體，擴(kuò)張冠狀動脈和骨骼肌血管。

　　2. 代謝與能量調(diào)節(jié)：兒茶酚胺可以調(diào)控糖代謝過程，激動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;同時抑制胰島素分泌，減少外周組織對葡萄糖的攝取，常表現(xiàn)為應(yīng)激時血糖快速升高。兒茶酚胺還能調(diào)控脂肪分解與產(chǎn)熱過程，激動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)過程中，多巴胺作為中樞神經(jīng)遞質(zhì)，參與運(yùn)動控制，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醒、注意力和情緒調(diào)控，應(yīng)激時增強(qiáng)警覺性;而腎上腺素的中樞作用較弱，主要通過外周效應(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α受體收縮胃腸血管，減少血流量。

　　兒茶酚胺的含量測定

　　許多用于定量測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)檢測法(HPLC-ECD)、液相色譜熒光檢測法(HPLC-FLD)、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)等。免疫法測定可能受到類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。熒光法檢測靈敏度較低，難以滿足人體檢測需求，且選擇性較差，無法同時測定兒茶酚胺的代謝產(chǎn)物。HPLC-ECD測定可能對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)不適合熱敏性兒茶酚胺的檢測。LC-MS/MS技術(shù)則結(jié)合了色譜法和質(zhì)譜法的優(yōu)勢，克服了色譜法定性能力差和質(zhì)譜法分離效率低的問題，顯著提升了分析的靈敏度。此外，該方法通過加入同位素內(nèi)標(biāo)，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的定量分析，具備高靈敏度、短檢測時間、小樣本用量以及高特異性的優(yōu)點(diǎn)。