Cellulaire effectenEdit

Octopamine oefent zijn werking uit door binding aan en activering van receptoren die zich op het oppervlak van cellen bevinden. Deze receptoren zijn voornamelijk bestudeerd bij insecten, waar ze in drie typen kunnen worden onderverdeeld: alfa-adrenerge-achtige (OctαR), die structureel en functioneel vergelijkbaar zijn met noradrenerge alfa-1-receptoren bij zoogdieren; bèta-adrenerge-achtige (OctβR), die structureel en functioneel vergelijkbaar zijn met noradrenerge bèta-receptoren bij zoogdieren; en gemengde octopamine/tyraminereceptoren (TyrR), die structureel en functioneel vergelijkbaar zijn met noradrenerge alfa-2-receptoren bij zoogdieren. Receptoren in de TyrR klasse worden echter over het algemeen sterker geactiveerd door tyramine dan door octopamine.

In gewervelde dieren zijn geen octopamine-specifieke receptoren geïdentificeerd. Octopamine bindt zwak aan receptoren voor noradrenaline en epinefrine, maar het is niet duidelijk of dit van enige functionele betekenis is. Het bindt sterker aan trace amine-geassocieerde receptoren (TAARs), met name TAAR1.

OngewerveldenEdit

Octopamine werd voor het eerst ontdekt door de Italiaanse wetenschapper Vittorio Erspamer in 1948 in de speekselklieren van de octopus en is sindsdien gevonden om te fungeren als een neurotransmitter, neurohormoon en neuromodulator bij ongewervelden. Hoewel Erspamer het natuurlijke voorkomen ervan ontdekte en het een naam gaf, bestond octopamine eigenlijk al vele jaren als farmaceutisch product. Het wordt op grote schaal gebruikt bij energievragend gedrag door alle insecten, schaaldieren (krabben, kreeften, rivierkreeften), en spinnen. Dergelijke gedragingen zijn onder meer vliegen, eieren leggen en springen.

Octopamine werkt als het insectenequivalent van noradrenaline en is betrokken bij het reguleren van agressie bij ongewervelden, met verschillende effecten op verschillende soorten. Studies hebben aangetoond dat het verminderen van de neurotransmitter octopamine en het voorkomen van codering van tyramine beta hydroxylase (een enzym dat tyramine omzet in octopamine) agressie vermindert bij Drosophila zonder andere gedragingen te beïnvloeden.

Bij insecten wordt octopamine vrijgegeven door een select aantal neuronen, maar werkt breed in de centrale hersenen, op alle zintuigen, en op verschillende niet-neuronale weefsels. In de thoracale ganglia wordt octopamine voornamelijk vrijgemaakt door DUM (dorsale ongepaarde mediane) en VUM (ventrale ongepaarde mediane) neuronen, die octopamine vrijmaken op neurale, musculaire en perifere doelen. Deze neuronen zijn van belang voor het bewerkstelligen van motorische gedragingen die veel energie vergen, zoals het springen en vluchten als gevolg van vluchten. Het DUMeti-neuron van de sprinkhaan bijvoorbeeld geeft octopamine af aan de strekspier van het scheenbeen om de spierspanning te verhogen en de ontspanningsfrequentie te verhogen. Deze acties bevorderen een efficiënte samentrekking van de beenspieren voor het springen. Tijdens de vlucht zijn de DUM-neuronen ook actief en geven zij in het hele lichaam octopamine af om het energiemetabolisme, de ademhaling, de spieractiviteit en de activiteit van de vluchtinterneuronen te synchroniseren. Octopamine in sprinkhanen is vier keer meer geconcentreerd in het axon dan in het soma, en vermindert het myogene ritme van de sprinkhaan.

In de honingbij en de fruitvlieg heeft octopamine een belangrijke rol bij het leren en het geheugen. Bij de vuurvlieg leidt octopamine-afgifte tot lichtproductie in de lantaarn.

In kreeften lijkt octopamine tot op zekere hoogte neurohormonen in het centrale zenuwstelsel te sturen en te coördineren, en er is waargenomen dat het injecteren van octopamine in een kreeft en rivierkreeft resulteerde in ledemaat- en abdomenverlenging.

Heberlein e.a. hebben onderzoek gedaan naar alcoholtolerantie bij fruitvliegen; zij ontdekten dat een mutatie die octopamine-deficiëntie veroorzaakte ook een lagere alcoholtolerantie veroorzaakte.

De smaragdkakkerlakwesp steekt de gastheer voor zijn larven (een kakkerlak) in het hoofdganglion (hersenen). Het gif blokkeert de octopamine-receptoren en de kakkerlak vertoont geen normale vluchtreacties en verzorgt zichzelf overmatig. Hij wordt volgzaam en de wesp leidt hem naar het wespenhol door als een leiband aan zijn antenne te trekken.

In de nematode wordt octopamine in hoge concentraties aangetroffen bij volwassenen, waardoor het eierleggedrag en het faryngeale pompgedrag afneemt met een antagonistisch effect op serotonine.

Octopaminerge zenuwen in het weekdier kunnen aanwezig zijn in het hart, met hoge concentraties in het zenuwstelsel.

In larven van de oosterse legerworm is octopamine immunologisch gunstig, waardoor de overlevingskansen in populaties met een hoge dichtheid toenemen.

Gewervelde dierenEdit

In gewervelde dieren vervangt octopamine noradrenaline in sympathische neuronen bij chronisch gebruik van monoamine oxidase remmers. Het kan verantwoordelijk zijn voor de veel voorkomende bijwerking van orthostatische hypotensie met deze middelen, hoewel er ook aanwijzingen zijn dat het eigenlijk gemedieerd wordt door verhoogde niveaus van N-acetylserotonine.

Een studie merkte op dat octopamine een belangrijk amine zou kunnen zijn dat de therapeutische effecten van remmers zoals monoamine oxidase remmers beïnvloedt, vooral omdat een grote toename in octopamine niveaus werd waargenomen wanneer dieren werden behandeld met deze remmer. Octopamine werd positief geïdentificeerd in de urinemonsters van zoogdieren zoals mensen, ratten en konijnen die met monoamine-oxidaseremmers werden behandeld. Zeer kleine hoeveelheden octopamine werden ook gevonden in bepaalde dierlijke weefsels. Er werd vastgesteld dat in het lichaam van een konijn het hart en de nieren de hoogste concentraties octopamine bevatten. Octopamine bleek voor 93% door de urine te worden geëlueerd binnen 24 uur nadat het in het lichaam was geproduceerd als een bijproduct van Iproniazid bij konijnen.