Octopamine

L'octopamine ( OA ), également connue sous le nom de para -octopamine et de norsynéphrine parmi ses synonymes, est une substance chimique organique étroitement liée à la norépinéphrine et synthétisée biologiquement par une voie homologue. L'octopamine est souvent considérée comme la principale neurohormone de « combat ou de fuite » des invertébrés . Son nom vient du fait qu'elle a été identifiée pour la première fois dans les glandes salivaires du poulpe .

Chez de nombreux types d'invertébrés, l'octopamine est un neurotransmetteur et une hormone importants . Chez les protostomes ( arthropodes , mollusques et plusieurs types de vers) , elle remplace la noradrénaline et exerce des fonctions apparemment similaires à celles de la noradrénaline chez les mammifères, fonctions qui ont été décrites comme mobilisant le corps et le système nerveux pour l'action. Chez les mammifères, l'octopamine n'est présente qu'en quantités infimes (c'est-à-dire qu'il s'agit d'une amine à l'état de trace ), et aucune fonction biologique n'a été solidement établie pour elle. On la trouve également naturellement dans de nombreuses plantes, notamment l'orange amère .

L'octopamine a été vendue sous des noms commerciaux tels qu'Eprirenor , Norden et Norfen pour être utilisée comme médicament sympathomimétique , disponible sur ordonnance.

L'octopamine exerce ses effets en se liant à des récepteurs situés à la surface des cellules et en les activant. Ces récepteurs ont été principalement étudiés chez les insectes, où ils peuvent être divisés en types distincts :

1. Les récepteurs OctαR ( de type alpha-adrénergique ) sont structurellement et fonctionnellement similaires aux récepteurs alpha-1 noradrénergiques des mammifères. Il existe plusieurs sous-types du récepteur OctαR. Par exemple, la punaise embrassante ( Rhodnius prolixus ) possède Octα ₁ -R, Octα ₂ R.
2. Les récepteurs OctβR ( de type bêta-adrénergique ) sont structurellement et fonctionnellement similaires aux récepteurs bêta noradrénergiques des mammifères. Il existe plusieurs sous-types du récepteur OctβR. Par exemple, la mouche à fruits ( Drosophila melanogaster ) possède les récepteurs DmOctβ1R, DmOctβ2R et DmOctβ3R.
3. OAMB. La diversité de ce récepteur est relativement inconnue. La mouche à fruits (Drosophila melanogaster) possède deux isoformes distinctes qui sont fonctionnellement distinctes : Oamb ^K3 et Oamb ^AS .
4. TyrR (récepteurs mixtes octopamine/tyramine), qui sont structurellement et fonctionnellement similaires aux récepteurs alpha-2 noradrénergiques chez les mammifères. Les récepteurs de la classe TyrR sont cependant généralement plus fortement activés par la tyramine que par l'octopamine.

Des études phylogénétiques suggèrent que chez les bilatériens anciens tels que Platynereis dumerilii, il existe une coexistence de signaux de récepteurs de noradrénaline , de tyramine et d'octopamine. Cependant, en raison d'un chevauchement partiel de leurs fonctions de signalisation, les récepteurs de tyramine et d'octopamine ont été perdus chez les vertébrés.

Chez les vertébrés, aucun récepteur spécifique à l'octopamine n'a été identifié. L'octopamine se lie faiblement aux récepteurs de la noradrénaline et de l'épinéphrine , mais on ne sait pas si cela a une signification fonctionnelle. Elle se lie plus fortement aux récepteurs associés aux amines traces (TAAR), en particulier TAAR1 .

L'octopamine a été découverte pour la première fois par le scientifique italien Vittorio Erspamer en 1948 dans les glandes salivaires du poulpe et a depuis été reconnue comme un neurotransmetteur , une neurohormone et un neuromodulateur chez les invertébrés . Bien qu'Erspamer ait découvert sa présence naturelle et lui ait donné son nom, l'octopamine existait en fait depuis de nombreuses années en tant que produit pharmaceutique. Elle est largement utilisée dans les comportements exigeants en énergie de tous les insectes, crustacés (crabes, homards, écrevisses) et araignées. Ces comportements comprennent la modulation de la tension musculaire, le vol, l'ovulation et la ponte, et le saut.

Chez les homards, l'octopamine semble diriger et coordonner dans une certaine mesure les neurohormones dans le système nerveux central, et il a été observé que l'injection d'octopamine dans un homard et une écrevisse entraînait une extension des membres et de l'abdomen.

Chez le nématode , l'octopamine est présente en concentrations élevées chez les adultes, diminuant les comportements de ponte et de pompage pharyngé avec un effet antagoniste sur la sérotonine .

Les nerfs octopaminergiques du mollusque peuvent être présents dans le cœur, avec des concentrations élevées dans le système nerveux.

Chez les insectes, l'octopamine est libérée par un certain nombre de neurones, mais agit largement dans tout le cerveau central, sur tous les organes sensoriels et sur plusieurs tissus non neuronaux. Dans les ganglions thoraciques, l'octopamine est principalement libérée par les neurones DUM (dorsal unpaired median) et VUM (ventral unpaired median), qui libèrent l'octopamine sur des cibles neurales, musculaires et périphériques. Ces neurones sont importants pour la médiation des comportements moteurs exigeants en énergie, tels que le saut et le vol induits par la fuite. Par exemple, le neurone DUMeti du criquet libère de l'octopamine sur le muscle extenseur du tibia pour augmenter la tension musculaire et augmenter le taux de relaxation. Ces actions favorisent une contraction efficace des muscles des jambes pour le saut. Pendant le vol, les neurones DUM sont également actifs et libèrent de l'octopamine dans tout le corps pour synchroniser le métabolisme énergétique, la respiration, l'activité musculaire et l'activité des interneurones de vol. L'octopamine chez les criquets est quatre fois plus concentrée dans l'axone que dans le soma et diminue le rythme myogénique du criquet .

Chez l' abeille domestique , l'octopamine joue un rôle majeur dans l'apprentissage et la mémoire. Chez la luciole , la libération d'octopamine conduit à la production de lumière dans la lanterne.

Chez les larves de la chenille légionnaire orientale , l'octopamine est immunologiquement bénéfique, augmentant les taux de survie dans les populations à haute densité.

La guêpe émeraude pique l'hôte pour ses larves (un cafard) dans le ganglion de la tête (cerveau). Le venin bloque les récepteurs d'octopamine et le cafard ne parvient pas à montrer des réponses de fuite normales, se toilettant excessivement. Il devient docile et la guêpe le conduit jusqu'à sa tanière en tirant sur son antenne comme une laisse.

L'octopamine affecte presque tous les processus de la mouche à fruits et est largement présente à la fois chez les adultes et les larves de mouches. Voici une liste non exhaustive de certains des domaines dans lesquels l'octopamine module :

• Apprentissage et mémoire
• Ovulation et ponte
• Déplacement
• Physiologie musculaire
• Agression
• Tolérance à l’alcool et aux drogues
• Alimentation
• Microbiome et physiologie intestinale
• Dormir
• Effets modulateurs de l'exercice
• Métabolisme

Chez les vertébrés , l'octopamine remplace la noradrénaline dans les neurones sympathiques lors de l'utilisation chronique d' inhibiteurs de la monoamine oxydase . Elle pourrait être responsable de l' effet secondaire fréquent de l'hypotension orthostatique avec ces agents, bien qu'il existe également des preuves qu'elle est en fait médiée par des niveaux accrus de N -acétylsérotonine .

Une étude a noté que l'octopamine pourrait être une amine importante qui influence les effets thérapeutiques d'inhibiteurs tels que les inhibiteurs de la monoamine oxydase , en particulier parce qu'une augmentation importante des niveaux d'octopamine a été observée lorsque les animaux étaient traités avec cet inhibiteur. L'octopamine a été identifiée positivement dans les échantillons d'urine de mammifères tels que les humains, les rats et les lapins traités avec des inhibiteurs de la monoamine oxydase . De très petites quantités d'octopamine ont également été trouvées dans certains tissus animaux. Il a été observé que dans le corps d'un lapin, le cœur et les reins contenaient les concentrations les plus élevées d'octopamine. L'octopamine s'est avérée être éluée à 93 % par l'urine dans les 24 heures suivant sa production dans le corps en tant que sous-produit de l'iproniazide chez les lapins.

L'octopamine a été commercialisée sous des noms commerciaux tels qu'Eprirenor , Norden et Norfen pour une utilisation en médecine comme médicament sympathomimétique , disponible sur ordonnance. Cependant, il existe très peu d'informations concernant son utilité clinique ou sa sécurité. Elle a été étudiée comme agent antihypotenseur et il a été démontré qu'elle augmentait la pression artérielle lorsqu'elle était administrée par voie intraveineuse , intramusculaire et buccale à des doses suffisamment élevées, alors que l'administration orale était inefficace.

L'octopamine est un analogue des catécholamines sympathomimétiques comme la norépinéphrine et des phénéthylamines comme la tyramine . une affinité 400 à 2 000 fois plus faible pour les récepteurs α- et β-adrénergiques des mammifères que la norépinéphrine. [ Dans tous les cas, elle peut produire des effets sympathomimétiques significatifs, comme des réponses pressoriques, à des doses suffisamment élevées.

Chez les mammifères , l'octopamine peut mobiliser la libération de graisse des adipocytes (cellules adipeuses), ce qui a conduit à sa promotion sur Internet comme aide à l'amincissement. Cependant, la graisse libérée est susceptible d'être rapidement absorbée par d'autres cellules, et il n'existe aucune preuve que l'octopamine facilite la perte de poids. L'octopamine peut également augmenter considérablement la pression artérielle lorsqu'elle est associée à d'autres stimulants , comme dans certains compléments alimentaires pour la perte de poids .

L' Agence mondiale antidopage répertorie l'octopamine comme une substance interdite pour une utilisation en compétition, en tant que « stimulant spécifié » sur la liste des interdictions de 2019.

Le récepteur de l'octopamine est une cible des insecticides, car son blocage entraîne une diminution des niveaux d'adénosine monophosphate cyclique (AMPc). Les huiles essentielles peuvent avoir un tel effet neuro-insecticide, et ce mécanisme du récepteur de l'octopamine est naturellement utilisé par les plantes ayant des composés phytochimiques insecticides actifs.

L'octopamine est l'un des quatre principaux agonistes endogènes du récepteur 1 associé aux amines traces humaines, avec la 3-iodothyronamine , la dopamine et la tyramine .

L'octopamine se lie à ses récepteurs couplés aux protéines G (GPCR) respectifs pour initier une voie de transduction du signal cellulaire. Au moins trois groupes de GPCR d'octopamine ont été définis. Les OctαR (récepteurs OCTOPAMINE1) sont plus étroitement liés aux récepteurs α-adrénergiques, tandis que les OctβR (récepteurs OCTOPAMINE2) sont plus étroitement liés aux récepteurs β-adrénergiques. Les récepteurs Octopamine/Tyramine (y compris Oct-TyrR) peuvent se lier aux deux ligands et présenter un couplage spécifique à l'agoniste. Oct-TyrR est répertorié dans les groupes de gènes OCTOPAMINE et TYRAMINE RECEPTORS.

L'octopamine agit comme l' équivalent de la norépinéphrine chez les insectes et a été impliquée dans la régulation de l'agressivité chez les invertébrés , avec des effets différents selon les espèces. Des études ont montré que la réduction du neurotransmetteur octopamine et la prévention du codage de la tyramine β-hydroxylase (une enzyme qui convertit la tyramine en octopamine) diminuent l'agressivité chez la drosophile sans influencer d'autres comportements.

L'octopamine, ou para -octopamine, également connue sous le nom de 4,β-dihydroxyphénéthylamine, est un dérivé substitué de la phénéthylamine . Elle est apparentée à des analogues tels que la phényléthanolamine (β-hydroxyphénéthylamine), la tyramine ( para -tyramine ; 4-hydroxyphénéthylamine) et la norfénefrine ( méta -octopamine ; 3,β-dihydroxyphénéthylamine), entre autres.